DE2630391A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen zwischen zwei gruppen von gekuehlten und beweglichen zylindrischen elementen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen zwischen zwei gruppen von gekuehlten und beweglichen zylindrischen elementenInfo
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- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallegierungen, insbesondere
Aluminiumlegierungen. Dieses Verfahren erlaubt es, durch Anpassung der Abmessungsparameter der Maschinen,
dünne Erzeugnisse als Bänder, Blöcke, Barren mit kleinem oder großem Durchmesser oder auch andere, nachstehend
genannte Erzeugnisse zu gießen.
Das vertikale oder horizontale kontinuierliche Gießen von Halbzeugen, wie Barren, Platten,Knüppeln, wurde lange Zeit
als ein für das Herstellen von Qualitäts-Fertigerzeugnissen unentbehrliches Zwischenstadium betrachtet. Folglich wird
zum Herstellen von dünnen Blechen aus Aluminiumlegierungen von beispielsweise einigen Millimetern oder Bruchteilen
eines Millimeters im allgemeinen folgendermaßen vorgegangen:
1) Das flüssige Metall wird kontinuierlich in Form von
parallelepiped!sehen Barren vergossen, deren Abmessungen mit
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>icke be-
beispielsweise 3 m Länge, 2 m Breite und 0,5 m Dia
trächtlich sein können.
2) ; Die se Barren werden dann bis auf eine Dicke in der Größenordnung
von einigen Millimetern warmgewalzt. Dieses Warmvorwalzen wird in den meisten Fällen zuerst auf einer Reversierwalze
und dann auf einer Tandemstraße genannten Walzstraße mit mehreren aufeinanderfolgenden Walzgerüsten ausgeführt.
3) Schließlich erfolgt das Umformen auf die endgültige Dicke durch einen Kaltwalzvorgang.
In ähnlicher Weise wurde Walzdraht aus Aluminiumlegierung mit einem Durchmesser von 9»5 mm jahrelang in folgender Weise
hergestellt:
1) Das flüssige Metall wird in Form von Knüppeln kreisrunden Querschnitts mit einem Durchmesser von beispielsweise 200
oder 300 mm kontinuierlich vergossen.
2) Diese Knüppel werden sodann auf einer mehrsträngigen
Strangpresse zu Drähten des angestrebten Durchmessers warm stranggepreßt.
Die Praktiker haben seit langem nach direkteren und wirtschaftlicheren
Uniformungsverfahren gesucht.
Bei der Blechfabrikation hat man sich bemüht, den von den Investitionen her am stärksten ins Gewicht fallenden Arbeitsgang,
das Warmvorwalzen, wegfallen zu lassen. Die modernen Warmwalzstraßen sind tatsächlich sehr große und sehr teuere
Fertigungseinrichtungen, deren Amortisation sich auf die Gestehungskosten der auf ihnen hergestellten Bleche stark
auswirkt. Es ist daher versucht worden, diese Umformungsphase wegfallen zu lassen, indem man das direkte Gießen der dünnen
Erzeugnisse, mit einer der Dicke der warmgewalzten Produkte nahekommenden Dicke, anstrebte. Diese Erzeugnisse können dann
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unmittelbar beim Auslaufen aus der Gießanlage kaltgewalzt werden.
Derartige Verfahren zum direkten Gießen von dünnen Bändern sind ziemlich zahlreich und gehen von verschiedenen Prinzipien
aus.
1) Gießen zwischen Bändern: Das flüssige Metall wird zwischen
zwei endlosen Metallbändern, meistens aus Stahl, vergossen, die in umgekehrter Richtung umlaufen und von einem manchmal
komplizierten System von Trommeln und Stützrädern getragen sind.
Diese Bänder werden von innen gekühlt. Ein derartiges, als Hazelett-Gießmaschine bekanntes System wird insbesondere in
den I1R-PS 1 218 995, 1 276 413 und 1 314 592 beschrieben.
Mit solchen Verfahren lassen sich Bänder mit einer Breite bis nahe 2 m und einer Dicke von etwa 10 mm gießen. Aufgrund
der Größe der mit dem flüssigen Metall in Berührung stehenden Fläche der Bänder und der sich daraus ergebenden großen Wärmeaustauschkapazität
sind die Produktionsleistungen beträchtlich und können bei Aluminium 30 t/h erreichen.
2) Gießen zwischen aufeinanderfolgenden Kokillenelementen:
Die Metallschmelze wird zwischen zwei Gruppen von getrennten Elementen oder Blöcken vergossen, die nach Art einer Raupe
an einer endlosen Kette hintereinander angeordnet sind.
Diese aufeinanderfolgenden Blöcke können entweder durch einen inneren Wasserkreislauf gekühlt sein oder von "einem massiven
Block gebildet sein, der gegen die sie tragende Kette thermisch isoliert ist. Im letzteren Falle wirken die Blöcke oder Formen
als Wärmespeicher; nach ihrem Auslaufen aus der Gießzone werden sie durch Besprühen mit Wasser gekühlt.
Ein Beispiel für die zuerst genannte Technik ist das Hunter Douglas-Verfahren, das insbesondere in der FR-PS 1 041 807
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■beschrieben wird. Die an zweiter Stelle erwähnte Technik
ist durch das Prolizenz-Verfahren dargestellt, das insbesondere in der FR-PS 1 582 915 beschrieben wird.
Die Durchsätze solcher Maschinen liegen zwischen demjenigen des Gießens zwischen Walzen und demjenigen des Gießens
zwischen Bändern und betragen etwa 10 t Aluminium je Stunde.
3) Gießen zwischen Rad und Band: Die Metallschmelze wird in die mit einem Metallband, in den meisten Fällen mit einem
Stahlband verschlossene Rinne eines Rades gegossen. Dieses Verfahren eignet sich eher für das Gießen von Vormaterial
für die Herstellung von Walzdraht durch späteres Walzen als für das Gießen von Vormaterial für die Herstellung von breiten
Blechen. Die mangelnde Steifigkeit des Abdeckbandes verhindert das Herstellen von Bändern mit genügend gleichmäßiger
Dicke in Breiten über etwa 300 bis 400 mm.
Die auf das Gießen von Vormaterial für Walzdraht angewandten Verfahren dieses Typs sind ziemlich zahlreich. Die hauptsächlichen
Verfahren wurden in den FR-PS 981 897, 1 029 354, 1 575 686, 2 112 091, 1 497 742 und 2 183 858 beschrieben.
Der Durchsatz dieser Maschinen zum kontinuierlichen Gießen zwischen der Rinne eines Rades und einem Band ist beträchtlich,
da ein Vormaterial für Walzdraht mit verhältnismäßig
ρ kleinem Querschnitt von beispielsweise 2000 mm bei einem Durchsatz bzw. einer Gießleistung in der Größenordnung von
5 t/h vergossen werden kann.
Obgleich sehr vorteilhaft wegen der mit ihnen erzielten merklichen
Verkürzung der zu den Endprodukten führenden Bearbeitungsgänge durch Wegfall oder Verringerung der Warmbe-•arbeitungsoperationen,
weisen diese ersten drei Verfahren doch einige Nachteile auf:
a) Sie sind nicht sehr anpassungsfähig} die am weitesten
fortgeschrittene industrielle Anwendung ist die
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Herstellung von Walzdraht nach, dem dritten dieser Verfahren.
b) Sie lösen nicht das grundsätzliche Problem des verlängerten Kontaktes zwischen dem gegossenen Metall und den Wänden der
Kokille, gleichgültig ob diese von zwei Bändern, aufeinanderfolgenden Kokillengliedern oder von einem Rad und einem Band
gebildet ist. Dieses Problem besteht darin, daß an der Schmelzezuführungsstelle das flüssige Metall den ganzen Raum einnimmt,
der von den die Kokille bildenden Elementen, beispielsweise von den beiden Metallbändern, begrenzt wird. Es kommt dann
zu raschem Abkühlen und Erstarren der die Bänder berührenden Teile des gegossenen Metalls, begleitet von einem Schwinden,
das die erstarrte Schale des gegossenen Metalls von ihrer Abstützung löst.
Der Wärmeaustausch zwischen dem gegossenen Metall und den die Kokille bildenden Elementen ist dann näiezu aufgehoben.
Bei Legierungen kann es dann dazu kommen, daß bestimmte
Eutektika wieder schmelzflüssig werden, durch die erstarrte Schicht hindurch ausschwitzen und an den Wänden
der die Kokille bildenden Elemente erstarren.
Diese Ausschwitzungen, mit einer von Zusatzelementen manch.-mal
stark angereicherten Zusammensetzung, sind eine Quelle für Schwierigkeiten im Verlaufe der späteren Umformung.
Dies erklärt, warum bei Aluminiumlegierungen die oben beschriebenen Verfahren nur auf Reinaluminium oder auf niedrig
legierte Legierungen, wie z.B. die Aluminium-Mangan-Legierung
Magnesium
AM1 und die Alumimium- -Legierungen mit weniger als 37°
Magnesium
anwendbar sind.
c) Bei den meisten dieser Verfahren, und speziell bei denjenigen, bei denen mit hoher linearer Gießgeschwindigkeit
gearbeitet wird, kann die Tiefe des im Zentrum des Vormaterials nicht erstarrten Metalls groß sein. Daraus ergibt sich, daß
sich im Zentrum Höhlungen oder Lunker ausbilden, die durch
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Nachspeisen von flüssigem Metall nicht aufgefüllt werden, da die Form der Erstarrungsfront zu spitz ist.
d) Die Kühlflächen werden schließlich schlecht ausgenutzt, da sich zwischen sie und das erstarrende Metall eine Luftschicht
schiebt, die den Wärmeaustausch erschwert.
Es ist somit von Vorteil, den Gießling beim Erstarren des Metalls zu verdichten, so daß die oben angegebenen Nachteile
vermieden werden. Dar us hat sich eine vierte Möglichkeit ergeben, die ebenfalls zu großtechnischen Ausführungsformen
geführt hat.
4) Gießen zwischen Walzen vom Typ der gekühlten Walzwerkswalzen. Das flüssige Metall kann von unten nach oben zugeführt
werden, wobei dann die Achsen der Walzen in ein und derselben waagerechten Ebene liegen. Dies ist das Hunt er-Sy st em, das
speziell in der FR-PS 1 189 838 beschrieben wird. Die Metallschmelze kann auch waagerecht zugeführt werden; in diesem Fall
sind die Achsen der beiden Walzen in einer vertikalen Ebene enthalten. Dieses System wird in der FR-PS 1 198 006
(Coquillard) beschrieben.
Diese Systemevermeiden die oben erwähnten Lunker-, Seigerungsund
Ausschwitzungsfehler und gestatten das Gießen von dünnen Bändern mit einer Dicke von 4 mm und darüber und einer ziemlich
beträchtlichen Breite, mindestens bis 1,70 m. Diese Verfahren haben jedoch zwei Nachteile:
- Die Berührungsfläche zwischen den Walzen und dem Gießling ist klein, was die Möglichkeiten der Wärmeableitung beschränkt.
Diese Fläche ist ungefähr proportional der Quadratwurzel aus dem Walzenradius. Die stündliche Gießleistung
der Maschine ist somit gering.
- Der Gießling wird seitlich nicht geführt, was für das Gießen von verhältnismäßig breiten und wenig dicken Blechen,
. beispielsweise mit 1500 . 6 mm, bei denen die zuerst erstarrten
Ränder das Metall seitlich mehr oder weniger gut führen, nicht sehr von Bedeutung ist.
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Insgesamt weisen alle vorstehend beschriebenen Verfahren
Nachteile auf, die sich in eine oder mehrere der nachfolgenden Kategorien einordnen lassen:
- Unterbrechung der Arbeitsfolge beim Umformen, die Vorerwärmungen,
Zwischenlagerungen und ergänzende Arbeitsgänge erforderlich macht,
- gelegentlich mittelmäßige Oberflächenqualität, bedingt durch Seigerungen und Ausschwitzungen,
- innere Fehler in der Art von Lunkern oder Rissen,
- in bestimmten Fällen eine sehr niedrige Produktionskapazität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von flüssigem Metall in eine
von gekühlten beweglichen Wänden gebildete Kokille zu schaffen, bei denen sich eine große Fläche für den Wärmeaustausch
zwischen Metall und Kokille schaffen läßt, sich die Hauptkühlflächen ebenso wie die seitlichen Kühlflächen am erstarrenden
Metall ständig in Anlage halten lassen, und sich am Gießling während des Erstarrens eine zunehmende Pressung
Warmverformung
und sogar eine wirkliche vornehmen läßt, die
Seigerungen, Ausschwitzungen, Lunker und Innenrisse ausschließt,
Die Gießkokille ist erfindungsgemäß aus aufeinanderfolgenden Kokillengliedern zusammengesetzt, die folgendermaßen aufgebaut
beweglichen
sind: die Hauptwände der/Kokillenglieder sind von durch Wasserumlauf gekühlten Teilen gebildet, während die aufein-
sind: die Hauptwände der/Kokillenglieder sind von durch Wasserumlauf gekühlten Teilen gebildet, während die aufein-
bswscLLxciiGri
anderfolgenden/KokiTlenglieder an die Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen nur während der Dauer ihrer Berührung mit dem Metall angeschlossen sind.
anderfolgenden/KokiTlenglieder an die Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen nur während der Dauer ihrer Berührung mit dem Metall angeschlossen sind.
Zu diesem Zweck sind Vorrichtungen vorgesehen, die das dichte Anschließen dieser Kokillenglieder an die Wasserzu-
und -ableitungen gestatten. Zu diesen Vorrichtungen gehören:
a) Vorrichtungen für das exakte Positionieren der Kokillenglieder in der Weise, daß deren Ein- und Auslaßöffnungen
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mit den entsprechenden Öffnungen der Leitungen ganz genau in Deckung kommen;
b) Vorrichtungen zum dichten Anschließen der entsprechenden Öffnungen, beispielsweise mittels aufblähbarer Dichtglieder.
Die Gesamtheit dieser Öffnungen und ihre Anschlußvorrichtung werden als Wasserzapfkasten bezeichnet.
c) Absperrvorrichtungen (Ventile) für die Wasserkreisläufe,
damit das Aufblähen der Dichtglieder und der Wasserumlauf in den Kokillengliedern freigegeben und gestoppt
weruun können. Diese Ventile sind durch ein System von
Schaltstiften und Anschlägen betätigbar, von denen die einen mit den Kokillengliedern, die anderen mit dem
Maschinengestell fest verbunden sind.
Praktische Ausführungsbeispiele werden nachstehend erläutert.
Die Seitenwände sind von seitlich angeordneten, zurücknehmbaren oder schwenkbaren Sektoren gebildet, die, indem sie
beim Gießen allmählich zurücktreten, das Aufrechterhalten des Kontaktes zwischen dem Metall und den Wänden der Kokille
und das Aufbringen eines zunehmenden Druckes auf das erstarrende Metall ermöglichen.
Diese Kombination von Merkmalen, nämlich
- auf die Dauer der Berührung mit dem gegossenen Metall beschränkte Kühlung der beweglichen Kokillenglieder,
- Aufrechterhaltung des Kontaktes zwischen den Kühlflächen und dem erstarrenden Metall dank einem System von zurücknehmbaren
oder schwenkbaren Seitenwänden,
- Möglichkeit, durch die Zurücknahme dieser Sektoren auf das gegossene Metall eine zunehmende Pressung auszuüben,
bildet den wesentlichen Erfindungsgegenstand, der, wie nachfolgend
beschrieben, in mehreren Ausführungsformen verwirklicht werden kann.
Eine erste Ausführungsform ist von einer Gießmaschine gebildet, bei der die bewegliche Kokille aus einer gekühlten rotierenden
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Trommel, welche die zurücknehmbaren seitlichen Sektoren trägt,
und aus einer Gruppe von aneinanderstoßenden Kokillengliedern mit zur Trommelachse paralleler Achse zusammengesetzt ist,
die einen Teil des Außenumfanges der Trommel umschließen.
Diese Kokillenglieder ordnen sich vor genau festgelegten Stellen der Trommel an. Sie sind ebenfalls durch Wasserumlauf
gekühlt und, da sie mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Trommel umlaufen, bilden sie mit der Außenfläche der Trommel
und den seitlichen Sektoren die Gießkokille.
Bei dieser Ausführungsform wird das Metall also zwischen eine konvexe, bewegliche zylindrische Fläche, die Trommel,
und eine konkave zylindrische Fläche eingegossen, die von den aufeinanderfolgenden Kokillengliedern gebildet ist.
Die zunehmende Pressung wird durch ein System von Seilen oder Ketten aufgebracht, welche die Kokillenglieder fest
auf den Gießling drücken. Eine zusätzliche Vorrichtung schließlich sorgt für das Wiederhochfordern der Kokillenglieder
nach dem Austritt des gegossenen Metalls.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 Einzelheiten der Kokillenglieder und der Trommel im Bereich der Metallschmelzezuführung,
Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1 durch die Gießmaschine
,
Fig. 4 das Instellungbringen der Kokillenglieder in Gießrichtung,
Fig.' 5 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 3, Fig. 6 die Preßvorrichtung,
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Pig. 7 Ms 10 spezielle Anwendungs"beispiele für die
beschriebene Vorrichtung.
Vor einer ins einzelne gehenden Beschreibung der verschiedenen Bauteile der Vorrichtung ist es nützlich, sich anhand I1Xg.
und 2 über ihre Gesamtarbeitsweise klar zu werden.
Das Gießen geschieht folgendermaßen: Ein Gießrad oder eine Gießtrommel 1 dreht sich, von einem
Motor angetrieben, mit konstanter Geschwindigkeit. Sie erhält an einer Schmelzezufuhrsteile 2 das aus einer Gießrinne 3
kommende flüssige Metall.
Wie in Pig. 2 zu erkennen, ist das flüssige Metall dann in unmittelbarer Nähe der Schmelzezuführsteile 2 zwischen der
Gießtrommel 1 einerseits und nur in Pig. 2 dargestellten Kokillengliedern 4 profilgerecht gehalten. Die im wesentlichen
aneinanderstoßenden Kokillenglieder 4 umschließen den Gießling ab der Schmelzezuführstelle 2 bis zu einer nachfolgend als
Gußstrangauslauf 5 bezeichneten Stelle, an der der erstarrte
Gießling austritt, und bilden diejenige Pläche der beweglichen Kokille, die der von der Außenfläche der Gießtrommel 1
gebildeten gegenüberliegt.
In dem Maße wie sich die Gießtrommel 1 dreht und die Kokillenglieder
4 mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Gießtrommel 1 weiterwandern, müssen an die Schmelzezuführstelle
Kokillenglieder 4 herangeführt und am Gußstrangauslauf 5
zurückgezogen werden.
Diesem Zweck dient eine Rollbahn 7, an der TragrdHen für die
Kokillenglieder 4 über elastische Zwischenstücke umlaufen. Ab dem Augenblick, wo es sich an einer Stelle 8 vom am Gußstrangauslauf
5 aus der Gießtrommel 1 austretenden Gießling löst, beschreibt ein Kokillenglied 4 die folgende Bewegungsbahn: Unter der Einwirkung seines Eigengewichtes rollt es
von der Stelle 8 entlang der Rollbahn 7 zu einer Stelle 9» wo es von einem als Band, Seil oder in beliebiger anderer
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Weise ausgebildeten Fördermittel 10 mitgenommen wird, welches das Kokillenglied 4 durch einfaches Spannen oder
mittels Mitnehmerklauen entlang der Rollbahn 7 bis zu deren oberem Abschnitt hochfördert. Das endlose Fördermittel 10
läuft über Umlenkrollen 11, 12, 13, 14 und 15, von denen eine,
beispielsweise die Rolle 12, eine Treibrolle ist. Die Geschwindigkeit des Fördermittels 10 ist jedoch von derjenigen
der Gießtrommel 1 völlig unabhängig; es ist sogar von Vorteil, wenn sie viel größer ist, da dann zu den zwischen der
Schmelzezuführsteile 2 und dem Gußstrangauslauf 5 arbeitenden
Kokillengliedern 4 nur einige zusätzlich benötigt werden. Die Kokillenglieder 4 reihen sich nur um die Gießtrommel 1
herum zwischen der Schmelzezuführstelle 2 und dem Gußstrangauslauf 5 nahezu lückenlos aneinander, jedoch nicht mehr an
der Rollbahn 7.
Am oberen Abschnitt der Rollbahn 7 angekommen, schwenkt das Kokillenglied 4 unter der Einwirkung seines Gewichtes zur
Schmelzezufuhrsteile 2 hin hinter das voraufgehende Kokillenglied
4 ein (Fig. 2). Rollen 16 ermöglichen es ihm, sich parallel zur Achse der Gießtrommel 1 in Stellung zu bringen.
Der einlaufseitig-letzte Satz Rollen 16 ist ein Treibsatz;
durch ihn werden die Kokillenglieder 4 auf eine mit der Gießtrommelgeschwindigkeit
gleiche Geschwindigkeit gebracht, solange sie noch nicht von den Zugseilen oder -ketten übernommen
worden sind. Die Kokillenglieder 4 ruhen zuerst auf den von der Gießtrommel 1 getragenen seitlichen Sektoren auf.
Der Gießquerschnitt ist also durch das Kokillenglied 4, die
Außenfläche der Gießtrommel 1 und die seitlichen Sektoren bestimmt. Ab einer Stelle 52 schließen sich Spannseile oder
-ketten 47 fest um die Gruppe von Kokillengliedern 4, während die seitlichen Sektoren zurücktreten. Der ganze von den
Spannseilen oder -ketten 47 aufgetragene Druck überträgt sich
also auf das erstarrende Metall. An einer Stelle 53 wirken die Spannseile 47 nicht mehr auf die Kokillenglieder 4, die,
an der Stelle 8 angekommen, unter Einwirkung ihres Eigengewichtes zur Stelle 9 hin fallen. Die Spannseile oder -ketten
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sind von einer der Umlenkrollen 48, 49 und 50 angetrieben, die als Treibrolle ausgebildet ist und die Spannseile 47
synchron zur Geschwindigkeit der Gießtrommel 1 antreibt.
Nach dieser Beschreibung der Gesamtarbeitsweise der Maschine ist es nützlich, die spezielle Ausführungsform der Erfindung,
welche diese Maschine darstellt, näher zu erläutern. Diese Erläuterungen betreffen nacheinander die wesentlichen Bauteile
der Vorrichtung nach der Erfindung, nämlich die Gießtrommel 1 oder das Gießrad, die Kokillenglieder 4, das Spannsystem,
die seitlichen Sektoren und das die zusätzliche Vorrichtung bildende System zum Wiederhochfordern der Kokillenglieder
Die Gießtrommel 1 bildet mit ihrem äußeren Teil eine der Seiten der Gießkokille, die das flüssige Metall aufnimmt.
Dieser äußere Teil muß somit durch Wasserkreisläufe 25a und 25b gekühlt werden (Fig. 3)» die selbstverständlich mehrfach
vorhanden und mit regelmäßigen Zwischenabständen entlang dem Außenumfang der Gießtrommel 1 angeordnet sind. Die Versorgung
der Wasserkreisläufe 25a und 25b erfolgt mit einer Kühlwasser-Hauptzuleitung 20, ihre Entsorgung mit einer Kühlwasser-Hauptableitung
21, die beide in der Achse bzw. Welle der Gießtrommel 1 angeordnet sind.
An jedem Ende der Gießtrommel 1 und am Rand ihres Außenumfanges sind mit regelmäßigen Zwischenabständen, die der Breite jedes
Kokillengliedes 4 entsprechen, Wasserzapfkästen 27 und 31
zum Versorgen der Kokillenglieder 4 mit Kühlwasser angeordnet. Die Wasserzapfkästen 27 und 31 werden nachfolgend näher
beschrieben.
Zu jedem Ende der Gießtrommel 1 hin, jedoch näher zu ihrer Mitte als die Wasserzapfkästen 27 und 31>
ist eine Gruppe von Umfangsausnehmungen eingearbeitet, die das exakte
Instellungbringen der Kokillenglieder 4 gestatten.
Die Kokillenglieder 4, die zusammen mit der Gießtrommel 1 die bewegliche Kokille bilden, in die das flüssige Metall
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eingegossen wird, verfügen über drei wichtige Besonderheiten:
- ein System zum Instellungbringen relativ zur Gießtrommel 1,
- ein Kühlsystem und
- ein System zum Anpressen an die Gießtrommel 1.
Das System zum Instellungbringen relativ zur Gießtrommel 1 ist aus zwei Gründen unentbehrlich. Der erste Grund ergibt
sich aus der Notwendigkeit, in der Gießzone für eine im wesentlichen lückenlose Aufeinanderfolge der Kokillenglieder 4 zu
sorgen. Der zweite Grund ist, daß die V/asserein- und ablauföffnungen
der Gießtrommel 1 und der Kokillenglieder 4 miteinander in Deckung kommen müssen. Wie nachfolgend erläutert
wird, werden die Kokillenglieder 4 durch Umwälzen von Wasser gekühlt, das aus der Gießtrommel 1 kommt und in diese
zurückkehrt.
Dieses Instellungbringen der Kokillenglieder 4 geschieht in zwei Richtungen, nämlich parallel zur Trommelachse Positionieren
in der Breite - und entlang dem Außenumfang der Gießtrommel 1.
Das Instellungbringen parallel zur Trommelachse kann beispielsweise
dank der Gruppe von Rollen 16 geschehen, bei denen die letzte Gruppe, auf der Höhe der Schmelzezuführstelle 2, als
Treibrollen ausgebildet ist. Die Rollen 16 sind deutlich in Pig. 3 zu erkennen, die die Maschine im Schnitt durch die
Gießtrommelachse darstellt und zeigt, wie sich durch die Anordnung der Rollen 16 gegenüber Rollbahnen 17 das zugehörige
Kokillenglied 4 zentrieren läßt.
Zum Instellungbringen der Kokillenglieder 4 entlang dem Außenumfang der Gießtrommel 1 kann die Vorrichtung benutzt
werden, die in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 dargestellt ist. Jedes Kokillenglied 4 trägt an jedem seiner seitlichen
Enden eine Art Zunge 18, die an Zähnen 19 anstößt, welche an den beiden Außenrändern der Gießtrommel 1 maschinell
herausgearbeitet sind.
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An dieser Stelle ist es nützlich, die Nützlichkeit der Zungen 18 zu erklären, die man als überflüssig betrachten
könnte, weil die Kokillenglieder 4, da sie sich lückenlos aneinanderreihen, ordnungsgemäß in Stellung gehen, sobald
die ersten zu Beginn richtig positioniert sind. In Wirklichkeit dürfen sich die Kokillenglieder 4 nicht völlig lückenlos
aneinanderreihen. Es muß zwischen ihnen ein Spiel in der Größenordnung von einigen Zehntelmillimetern vorhanden sein.
Der Grund hierfür ist, daß ab einer Gießtrommelstellung, in der sich eine ausreichende Randschicht des Metalls verfestigt
hat, auf die Kokillenglieder 4 eine Spann- oder Preßkraft ausgeübt wird, während gleichzeitig die seitlichen Sektoren
zurückgenommen werden. Die Kokillenglieder 4 werden also mit Kraft gegen den Gießling gedrückt und, während das Metall
schwindet, nähern sich um einen kleinen Betrag dem Mittelpunkt der Gießtrommel 1. Es muß also zwischen ihnen ein
gewisses Spiel belassen bleiben, um zu vermeiden, daß sie bei Eintreten der Schwindung übereinandergreifen. Bei dünnen
Erzeugnissen von etwa 10 mm Dicke, einem Tromme!durchmesser
von 1 m und einer Breite von 15 cm für die Kokillenglieder
ist zwischen den letzteren ein Spiel von etwa 2/10 mm erforderlich. Dieses geringe Spiel ist nicht hinderlich und
bringt keine Gefahr des Durchtretens von flüssigem Metall mit sich.
Jedes Kokillenglied 4 ist mit einem Kühlsystem versehen, das von einem Wasserumlauf gebildet ist. Da dieses Kühlsystem
eng mit dem Kühlsystem der Gießtrommel 1 verbunden ist, werden beide anhand der Schnitte in Pig. 3 und 5 gleichzeitig
beschrieben.
Die Gießtrommel 1 ist in so viele Kühlsektoren unterteilt wie an ihrem Umfang Aufnahmesteilen für Kokillenglieder 4
vorhanden sind. Das Kühlwasser für die Gießtrommel 1 und die Kokillenglieder 4 strömt in der Achse der Gießtrommel 1
durch die Hauptzuleitung 20 zu und verläßt die Gießtrommel 1 ebenfalls in der Achse durch die Hauptableitung 21. An der
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Anschlußstelle 22 teilt sich der Kühlkreis in eine erste Zuleitung 23 für die Kühlung des entsprechenden Kühlsektors
der Gießtrommel 1 und in eine zweite Zuleitung 24 für die Kühlung des zugehörigen Kokillengliedes 4. Der Kühlkreis der
Gießtrommel 1 kann in der in Fig. 3 dargestellten Weise ausgebildet sein, wobei sich die Zuleitung 23 in zwei Zweigleitungen
25a und 25b teilt, die bis in unmittelbare Nähe der Außenfläche der Gießtrommel 1 führen und sich dann an
einen Sammler 26 anschließen, der in die Hauptableitung 21 mündet.
Der Kühlkreis der Kokillenglieder 4 ist ähnlich ausgebildet. Die Zuleitung 24 leitet das Wasser durch ein doppeltes System
von Wasserzapfkästen 27 und 28 in die. beiden Zweigleitungen 29a und 29b. Das in den beiden Zweigleitungen 29a und 29b
fließende Wasser wird danach in einem Sammler 30 gesammelt und strömt nach Durchgang durch Wasserzapfkästen 32 und 31
in die Hauptableitung 21.
Eine deutlichere und vollständigere Darstellung der Ausgestaltung der Wasserzapfkästen 27 und 28 sowie 31 und 32
gibt Fig. 5.
Der mit der Gießtrommel 1 fest verbundene Wasserzapfkasten weist im wesentlichen zwei Bauteile auf:
1) ein Ventil 33 mit einer Feder, die im entspannten Zustand
das Ventil 33 geschlossen halt, welches sich mit einem Schieber 34 öffnen läßt,
2) ein durch den Wasserdruck aufblähbares Dichtglied 35.
Der mit dem Kokillenglied 4 fest verbundene Wasserzapfkasten 28 hat ebenfalls zwei Hauptbauteile:
1) eine Rückschlagklappe 36, die sich nur bei ausreichendem Kühlmitteldruck öffnet,
2) einen Abschnitt einer ebenen und bearbeiteten Unterseite 37» an den sich das aufblähbare Dichtglied 35 anlegt, um
zwischen den beiden Wasserzapfkästen 27 und 28 abzudichten.
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Die Arbeitsweise dieser Gruppe von Wasserzapfkästen 27 und ist folgende:
Außerhalb der Gießzone zirkuliert das Wasser normalerweise
in den verschiedenen Kühlsektoren der Gießtrommel 1, wobei
die geschlossenen Ventile 33 ein Ausströmen des Wassers verhindern.
Wenn sich die Kokillenglieder 4 in der Nähe der Gießzone
nacheinander an der genauen Stelle einordnen, die ihnen von den oben beschriebenen Positioniersystemen zugewiesen werden,
befinden sich also Öffnungen 38 und 39 der zugehörigen Wasserzapfkästen
27 und 28 der Gießtrommel 1 und des Kokillengliedes
4 in Deckung miteinander. Ein am Maschinengestell befestigter Nocken drückt sodann den Schieber 34 ein. Dies
hat eine doppelte Wirkung:
1) der Wasserdruck teilt sich durch eine in den Schieber 34 eingearbeitete Nut 40 und einen Kanal 41 hindurch dem
Dichtglied 35 mit, das sich aufzublähen beginnt und gegen die bearbeitete ebene Unterseite 37 abdichtet;
2) das Ventil 33 öffnet sich dann, der Druck öffnet die Rückschlagklappe
36 und das Wasser strömt in das Kokillenglied 4.
An der Auslaufseite des Kokillengliedes 4 ist eine ähnliche Vorrichtung vorhanden.
Diese Vorrichtung hat einen doppelten Vorteil: sie gestattet ein ständiges Kühlen der Gießtrommel 1, auch außerhalb der
Gießzone, und sie verhindert, daß die Kokillenglieder 4 beim Wiederhochfordern ihr Wasser verlieren, was sonst insbesondere
in dem Bereich, in dem sich die Kokillenglieder 4 über dem Schmelzebehälter befinden, gefährlich sein könnte.
Wie nachfolgend näher beschrieben, weisen die Kokillenglieder 4 schließlich eine Vorrichtung auf, mit der sie nach Zurücktreten
der seitlichen Sektoren gegen den Gießling gepreßt werden können.
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Wie in Pig. 6 zu erkennen, weist diese Vorrichtung im wesentlichen
ein Paar wegklappbarer Knaggen 42 auf.
Die wegklappbare Knagge 42 ist um eine Welle 43 zwischen einer mit unterbrochenen Linien gezeichneten Ruhestellung
-und einer mit durchgezogenen Linien gezeichneten Arbeitsstellung schwenkbar. Wenn die Knagge 42 von keiner Gegenkraft
beaufschlagt ist, ist sie durch eine entsprechende Rückholvorrichtung, beispielsweise durch eine Feder, selbsttätig
in ihre Ruhestellung 44 rückstellbar.
Sobald sich die Kokillenglieder 4 an die Gießtrommel 1 anlegen, d.h. an einer Stelle etwas vor der Schmelzezuführstelle 2
(Pig. 1), wirkt ein, entsprechtnd Pig. 5 beispielsweise, an den Wasserzapfkästen 27 der Gießtrommel 1 befestigtes System
45 von mit der Gießtrommel 1 fest verbundenen Schaltstiften auf eine Nase 46 der Knagge 42 (Pig. 6) und schwenkt die
Knagge 42 aus ihrer Ruhestellung 44 in ihre Arbeitsstellung.
Die Spann- oder Preßvorrichtung, die für die konstante Auflage der Kokillenglieder 4 auf dem Gießling sorgt, weist zwei in
Pig. 1 bis 6 mit 47 bezeichnete Seile, Bänder oder Ketten auf, von denen je eines bzw. eine an jedem seitlichen Ende des
Kokillengliedes 4 angeordnet ist. Jedes dieser endlosen Seile, Bänder oder Ketten 47 läuft über eine Gruppe von Umlenkrollen
48, 49 und 50, von denen wenigstens eine, beispielsweise die Umlenkrolle 49 >
an einer an einem Arbeitszylinder 51 abgestützten Welle aufgenommen ist. Mit dem Arbeitszylinder 51
läßt sich an den Seilen 47 eine bestimmte Spannung auftragen. In der Gießzone, rings um die Gießtrommel 1, drücken die
Seile 47 ab einer Stelle 52 auf in dem der Gießtrommel 1 abgewandten Abschnitt der Knaggen 42 ausgebildete Angriffselemente, nachdem die Knaggen 42 zuvor in der oben erläuterten
Weise in Arbeitsstellung geschwenkt worden sind. Der Auflagedruck der Seile 47 überträgt sich über die Knaggen 42 auf
das ganze Kokillenglied 4 und preßt dieses somit gegen den Gießling.
Der Druck der Seile 47 hört ab einer Stelle 53 auf, an der die Seile 47 beginnen, sich von der Gießtrommel 1 zu entfernen;
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etwas weiter, etwa im Bereich, der Stelle 8, kehren die Knaggen
42, die nicht mehr unter der Wirkung der Schaltstifte 45 stehen, in ihre Ruhestellung 44 zurück. Dadurch können die
Kokillenglieder 4 zwischen den Spannseilen 47 hindurchgehen, wenn ihre Bewegungsbahn diejenige der Spannseile 47 an den
Stellen 55 und 54 schneidet.
In der Praxis werden mit Zugkräften von etwa 10 t an den
Spannseilen 47 Drücke von nahe 2 bis 3 kp/cm auf den Gießling erreicht. Bei Verwendung von Ketten können unter Erhöhung des
Zuges auf die Kette bis 50 t und darüber Drücke von etwa
20 kp/cm auf den Gießling erreicht werden.
Die Pressung auf den erzielten Gießling kann erst dann einsetzen, wenn der Gießling eine ausreichend feste äußere
Erstarrungsform angenommen hat. Zwar muß der Kern des Gießlings noch flüssig oder wenigstens teigig sein, damit der von den
Kokillengliedern 4 ausgeübte Druck die Lunker wirksam schließen kann, das Erzeugnis muß aber auch eine ausreichend starre
Außenform haben, insbesondere an den kleinen Seiten, damit es sich bei Druckauftrag nicht seitlich ausbreitet.
Bei verhältnismäßig breiten und dünnen Erzeugnissen wird das
flüssige Metall andsr Schmelzezuführstelle 2 (Fig. 1) ohne
Fallhöhe in eine Art bewegliche Kokille eingegossen, die an den großen oder Hauptflächen des Gießlings von der Außenfläche
der Gießtrommel und den aufeinanderfolgenden Kokillengliedern, an den kleinen Flächen von mit der Gießtrommel fest verbundenen
seitlichen Sektoren gebildet ist. Diese drei Elemente bilden die Wände der Form, in die das flüssige Metall eingegossen
wird, und begrenzen somit das geometrische Profil des Gießlings.
In Fig. 3 und 5 sind sehr deutlich die seitlichen Sektoren
zu erkennen, welche die Abmessungen des Gießlings 57, bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel eine dünne Platte,
seitlich begrenzen.
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Wenn sich das gegossene Metall unter dem Einfluß der durch die Gießtrommel 1 und die Kokillenglieder 4 hindurchgeführten
Kühlkreise verfestigt, nimmt die Dicke des Gießlings ab: das ist der Erstarrungsschwund, der im speziellen Pail von
nicht legiertem Aluminium etwa T/o beträgt.
Dies bedeutet, daß, wenn die seitlichen Sektoren 56 in Stellung blieben, der von den Seilen oder Ketten 47 ausgeübte Druck
nicht auf das gegossene Erzeugnis 57 wirken würde, sondern auf die seitlichen Sektoren 56, da die Kokillenglieder 4
auf diesen und nicht auf dem gegossenen Metall aufruhen wurden.
Es muß also ein System verwendet werden, welches zuläßt, daß im geeigneten Augenblick die seitlichen Sektoren 56 zurücktreten
und die Kokillenglieder 4 sich am gegossenen Erzeugnis 57 direkt abstützen. Dieses System kann beispielsweise in der
in Pig. 5 dargestellten Weise ausgebildet sein. Der seitliche Sektor 56 ist in einer Aufnahme 58 angeordnet, die am Außenkranz
der Gießtrommel 1 ausgebildet ist. Er ist durch eine Feder 59 in seiner oberen oder Gießstellung gehalten. Der
seitliche Sektor 56 hat eine Verlängerung in Gestalt einer flexiblen Platte 60, die an einem Anschlag 61 anstößt. Ein
am Kokillenglied 4 angeordneter und darin verschiebbarer Schieber 62 vermag bei Abwärtsbewegung die flexible Platte
mit nach unten zu nehmen und auf diese Weise aus dem Eingriff mit dem Anschlag 61 zu lösen. Unter der Wirkung des vom
Kokillenglied 4 ausgeübten Druckes gibt der seitliche Sektor 56 nach und bewegt sich um einen kleinen Betrag nach unten
zum Boden seiner Aufnahme 58 hin, wobei er die Peder 59
zusammendrückt. Das Kokillenglied 4 ruht dann unmittelbar am gegossenen Erzeugnis 57 auf.
Die Abwärtsbewegung des Schiebers 62 und damit das Zurücktreten
des seitlichen Sektors 56 ist mit einem am Maschinengestell angeordneten und bequem verstellbaren Nocken betätigbar.
Durch aufeinanderfolgende Versuche läßt sich daher leicht die genaue Stelle festlegen, ab der die seitlichen Sektoren
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zurücktreten und der Druck auf den Gießling 57 aufgetragen werden sollen. Sobald der Gießling 57 vom Druck entlastet
wird, entspannt sich, die Feder 59 und der seitliche Sektor 56 geht in seine Stellung zurück.
Alle mit dem flüssigen oder erstarrenden Metall in Berührung stehenden metallischen Teile müssen eine bestimmte Anzahl von
Eigenschaften aufweisen, um eine rasche Zerstörung dieser Berührungsflächen zu vermeiden:
- große Warmhärte bei etwa 200 bis 300 ,
- gute Wärmeleitfähigkeit,
- hohe Warmstreckgrenze.
Um diese Gruppe von Eigenschaften miteinander zu vereinigen, ist es möglich, die Kokille (Gießtrommel,,Kokillenglieder,
seitliche Sektoren)^ beispielsweise in qualitativ hochwertigen Kupferlegierungen, Kupfer-Beryllium oder Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung
auszuführen.
Man kann auch die Oberfläche der in niedrig legierter Kupferlegierung
ausgeführten Bauteile der Gießtrommel, der Kokillenglieder und der seitlichen Sektoren mit einem harten Metall
mit kleinem Dehnungskoeffizienten, beispielsweise mit Molybdän, beschichten.
Eine ausführliche Erläuterung der zusätzlichen Vorrichtung für das Wiederhochfordern der Kokillenglieder 4 ist nicht
erforderlich. Sie kann beispielsweise zwei Zahnbänder oder Zahngurte aufweisen, die in den Rollbahnen 17, die der
Zentrierung der Kokillenglieder 4 dienen, geführt sind.
Nachdem eine spezielle Ausführungsform der Maschine beschrieben wurde, ist es angebracht, einige nähere Hinweise zur Schmelzezuführung
zu machen. Bei dicken Erzeugnissen besteht keine spezielle Schwierigkeit: es können alle Systeme geeignet sein,
mit denen Gießmaschinen zum Gießen zwischen Rad und Band, zwischen zwei Bändern, zwischen raupenkettenartigen Kokillenbändern,
gespeist werden. Bei dünnen Produkten (Fig. 2) wird
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das flüssige Metall ohne Fallhöhe in der Nähe der oberen
Mantellinie, jedoch etwas davor, aus einem unter Druck stehenden Schmelzebehälter zugeführt, der an seinem unteren Teil
einen Gießschlitz oder eine Gruppe von Gießlöchern aufweist. Die Breite des Gießschlitzes und die Höhe des Metalls im
-Schmelzebehälter bedingen den Durchsatz an flüssigem Metall. Da die Breite des Gießschlitzes ein für alle Male festliegt,
ist es möglich, die Höhe des Metalls im Speisebehälter an die Dicke des Gießlings beim Austritt aus der Gießtrommel 1
anzupassen.
Dieses vorstehend in seiner Arbeitsweise beschriebene Gießverfahren
für dünne Halbzeuge kann auch zum Gießen von Blöcken, plattiertem Metall, Verbundwerkstoffen, Rippenbändern,
Metall mit Einlagen und sogar von Gußstücken angewandt werden.
Eine für das Gießen von Blöcken vorgeschlagene Vorrichtung ist in Fig. 7 dargestellt. Die Maschine hat eine Gießtrommel,
deren nutzbare Länge der Länge eines Blockes gleich ist und beispielsweise 70 cm beträgt, und die Kokillenglieder weisen
in ihrer Mitte einen Vorsprung 63 auf, der die Dicke des Gießlings auf einige Millimeter reduziert. Das aus dem Speisebehälter
kommende Metall hat die Form einer Schicht aus flüssigem Metall mit einer Breite von etwa 70 cm und einer
Dicke von einigen Millimetern, die sich mit einer 5- bis 10mal größeren Geschwindigkeit als die Gießtrommel bewegt. Das vom
Metall in der Gießtrommel erreichte Niveau ist so, daß sich
die Kokillenglieder an der Gießtrommel anlegen, bevor dieses Niveau erreicht ist.
Die auf diese Weise gegossenen Blöcke sind dann durch dünne Brücken aus erstarrtem Metall miteinander verbunden, die
auf einer Breite von einigen Millimetern eine Dicke von einigen Millimetern haben. Sobald die Bahn aus gegossenen
Blöcken zum unteren Teil der Gießtrommel gelangt, können die Metallbrücken durchtrennt oder auf eine Dicke von
weniger als 1 mm reduziert werden.
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Bei dieser Anordnung laufen die Blöcke parallel zur Achse der Gießtrommel aus. Die Dicke der dünnen Metallplatte, durch,
die sie miteinander verbunden sind, ist ausreichend gering, so daß sie leicht voneinander getrennt werden können.
Diese Vorrichtung läßt sich noch dadurch verbessern, daß an der Nase des Vorsprungs 63 jedes Kokillengliedes ein Bauteil
aus einem hochwarmfesten Werkstoff angebracht wird. Die
Kühlrohre sind im übrigen so angeordnet, daß sie eine gerichtete Erstarrung des Blockes sicherstellen, wobei der
obere Teil wärmer ist.
In diesem Falle bewirken das Zurücktreten der seitlichen Sektoren und der von den Spannseilen ausgeübte Druck, daß
die Dicke der Metallbrücke zwischen den Kokillengliedern während der Erstarrung auf weniger als 2 mm reduziert wird.
Dieses Zurücktreten verringert auch die Lunker.
Die Gießleistung einer solchen Maschine ist von den Abmessungen der Gießtrommel abhängig. Bei einer Gießtrommel mit einem
Durchmesser von 1,30 bis 1,50 m beträgt sie normalerweise zwischen 50 und 100 t/h.
Eine Vorrichtung zum Herstellen von plattiertem Metall ist in Fig. 8 dargestellt. Die Metallzuführung mit einem in Gießrichtung
vor der oberen Mantellinie der Gießtrommel angeordneten Speisebehälter kann bei der Herstellung von plattiertem
Flachmaterial zu einer einfachen Lösung führen:
- ein Plattierungsband 64 wird zu Beginn auf die Gießtrommel gespannt und wird an seiner Außenseite von der Gießtrommel
gekühlt;
- das Aufgießen des Metalls auf das Plattierungsband 64 und sein Erstarren unter Druck stellen eine sehr gute metallurgische
Kontinuität zwischen dem Metall der Unterlage und der Plattierungsschicht sicher.
Unter den Anwendungsmöglichkeiten sind zu nennen:
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- Bänder mit einer Plattierung von 5 Ms 10$ der Banddicke
aus einer Legierung, die mit einer für Schweißen oder Löten geeigneten Legierung einen kathodischen Schutz schafft,
- gemischte Bänder aus Aluminium-Kupfer oder Aluminium-Stahl.
Dieses Verfahren sollte für diese Fertigung umso geeigneter sein, als es erlauben würde, exakt die Temperatur-, Zeit- und
Druckbedingungen herzustellen, die für die metallurgische
Qualität der Verbindung zwischen den beiden Metallen bestimmend sind.
Die große Genauigkeit, mit der sich die aufplattierte Schicht
anordnen läßt, macht es möglich, schmale und parallele Bänder oder gestanzte oder perforierte Bänder nach entsprechenden
Mustern zu plattieren und nach anodischem Oxidieren zu Zierblechen weiterzuverarbeiten.
Beim Plattieren von verschiedenen Metallen stehen die gleichen Möglichkeiten der gezielten Aufbringung zur Verfugung, so daß
das Plattieren auf bestimmte Bereiche beschränkt werden kann.
Durch kombiniertes Plattieren eines Bandes und Einlegen eines Drahtnetzes oder Drahtgitters lassen sich Verbundwerkstoffe
herstellen. Das ein- oder zweidimensionale Drahtgitter,
beispielsweise aus Stahl, Kohlenstoff oder Bor, ergibt ein Erzeugnis mit außergewöhnlichen Eigenschaften.
Pig. 9a und 9b zeigen einen Querschnitt durch das Erzeugnis. Es sind die glatte Oberfläche der Kokillenglieder, die
gravierte Oberfläche der Gießtrommel und die seitlichen Sektoren zu erkennen. Es besteht keine Gefahr, daß das in Gießrichtung
vor der Hochstelle der Gießtrommel auf deren Außenkranz aufgegossene Metall wieder in die Rippenzwischenräume
des Außenkranzes hinabläuft, wenn diese entweder tief, jedoch genügend schmal, oder breit, jedoch von genügend geringer
Tiefe sind. Die möglichen Abmessungen dieser Rippen sind von den Gießparametern, Art der Legierung, Dicke des Gießlings,
Gießtemperatur und -geschwindigkeit etc. abhängig.
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Anwendungsgebiete: Reliefbänder, Belagbleche, Rippenbänder etc.
Fig. 9c und 9d zeigen, daß es auch möglich ist, in Rillen,
die in den Außenkranz der Gießtrommel eingearbeitet sind, kontinuierlich Metallprofile einzulegen und das Metall auf das
Ganze aufzugießen. Auf diese Weise lassen sich Produkte erzielen, deren Rippen Profile entweder aus Leichtmetallegierung
oder aus anderen Metallen sind.
Anwendungsgebiete: zusammengesetzte elektrisch leitende
Profile mit Gleitfläche aus Stahl, Spezialbeläge etc.
Fig. 9d zeigt insbesondere den Querschnitt durch ein Erzeugnis, das von einer Reihe von Rohren gebildet ist, die beim Abwickeln
im Innern der Rillen der Gießtrommel angeordnet werden und in das gegossene Metall eingebettet sind. Auf diese Weise
werden breite Bänder von unbestimmter Länge erzielt, in die längsgerichtete Rohre eingelegt sind.
Anwendungsgebiete: Wärmeaustauscher, Tieftemperaturtechnik,
Radiatoren etc.
Schließlich ist das Gießverfahren mit Gießtrommel auch auf die Fertigung in sehr großen Stückzahlen von einfachen Werkstücken
anwendbar, die normalerweise im Kokillenguß hergestellt werden. Diese Werkstücke können Einlagen aufweisen. Sie müssen
lediglich leicht ausformbar sein. Fig. 10 zeigt, in welcher Weise Baubeschlagteile hergestellt werden können.
Die zwischen den Werkstücken angeordneten Abschnitte der Kokillenglieder können normalerweise aus hochwarmfestern
Werkstoff sein, um die Pressung des Gießlings beim Zurücktreten der seitlichen Sektoren und beim Betätigen der Spannseile
der Kokillenglieder zu erleichtern.
Auch können an den Kokillengliedern Schaltstifte angebracht sein, die durch am Maschinengestell angeordnete entsprechende
Vorrichtungen an bestimmten Stellen des Erstarrungsprozesses betätigbar sind.
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Eine zweite Variante des Verfahrens nach der Erfindung
besteht darin, dieses System von aufeinanderfolgenden Elementarkokillen auf das Gießen zwischen Walzen sehr großen
Durchmessers anzuwenden.
In diesem Fall wird das Metall zwischen zwei konvexe zylindrische
Flächen eingegossen und nicht mehr zwischen eine konvexe und eine konkave zylindrische Fläche.
Dennoch sind auch bei diesem Gießverfahren schon beschriebene Merkmale der Erfindung wiederzufinden, nämlich die gekühlten
aufeinanderfolgenden Kokillenelemente, die Pressung des erstarrenden Metalls und das Vorhandensein von schwenkbaren
seitlichen Sektoren, die das Übertragen des Druckes auf den Gießling selbst gestatten.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieser zweiten Variante des Gießverfahrens weist zwei Walzenelemente großen Durchmessers,
beispielsweise von 50 bis 300 m, auf, zwischen die das Metall eingegossen wird. Da sich selbstverständlich solche Walzen
nicht ausführen lassen, wird nur das Element dieser Walze verwendet, das mit dem gegossenen Metall in Berührung ist.
Dieses Element ist von einer Gruppe von aufeinanderfolgenden Kokillengliedern zylindrischer Gestalt gebildet. Andererseits
wird das Profil aus gegossenem Metall, das zwischen der Metallschmelzezuführstelle und der Verbindungslinie der
Walzenmittelpunkte in der Dicke fortschreitend abnimmt, dank einem System von schwenkbaren seitlichen Sektoren
seitlich geführt.
Bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Halbzeugen, wie Bleche, Profile, Vormaterial, sind daher erfindungsgemäß
diese beiden Merkmale miteinander kombiniert: Gießen zwischen zwei zylindrischen Flächen sehr großen Durchmessers,
und seitliches Führen des Gießlings mittels schwenkbarer Sektoren.
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Die nachfolgend in Einzelheiten beschriebene Vorrichtung,
welche die Durchführung des oben erwähnten Verfahrens gestattet, ist ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung.
Pig. 11 und 12 zeigen eine Seitenansicht einer G-ießanlage
zur Durchführung des Verfahrens.
Die wesentlichen Bauteile der G-ießanlage sind:
1) Die obere und die untere Rollbahn 65a bzw. 65b, an denen
hintereinander die aufeinanderfolgenden oberen und unteren Kokillenglieder 66a und 66b umlaufen, welche die Elemente
der beweglichen Kokille tragen. Die gegen das gegossene Metall gerichteten Abschnitte, das sind der untere Teil der oberen
Rollbahn 65a und der obere Teil der unteren Rollbahn 65b,
Durchmesser sind zylindrische Flächen von großem zwischen 50 und 300 m, wobei die Mittelpunkte dieser Zylinder in einer in
Pig. 11 durch die Linie AB dargestellten Ebene liegen, die mit der Vertikalen einen kleinen Winkel bildet. Das Metall
wird also nahezu waagerecht vergossen.
2) Eine Zahnrad-Antriebsvorrichtung 67 für die unteren Kokillenglieder
66b, die ihrerseits über Zahnrad die oberen Kokillenglieder 66a antreiben.
3) Schnellrückführsysterne 68a und 68b für die oberen und
unteren Kokillenglieder 66a und 66b.
4) Eine Spann- oder Anstellvorrichtung für die beiden Rollbahnen 65a und 65b der Kokillenglieder 66a und 66b. Diese
Anstellvorrichtung weist nach dem Gußstrangauslauf einen
Arbeitszylinder 69 und in der Fähe der Metallschmelzezuführvorrichtung
zwei starke Bleche 70 auf. Sie gestattet eine kleine Veränderung des Abstandes zwischen den beiden Rollbahnen
65a und 65b, indem sie diese um eine gedachte Achse schwenkt, die im Zentrum der Mftallschmelzezuführvorrichtung
angeordnet ist.
5) Eine Metallschmelze zuführvorri chtung.
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Der am verwickeltsten aufgebaute Teil ist selbstverständlich
die Baugruppe mit den Rollbahnen 65a und 65b, den Kokillengliedern 66a und 66b mit ihren Kühlvorrichtungen und der
Kühlanlage für das Ganze. Diese verschiedenen Bauteile werden nachfolgend näher beschrieben.
Die eigentlichen Rollbahnen 65a und 65b sind im längsschnitt
in Pig. 11 und 12 und im Querschnitt in Fig. 13 und 14 dargestellt.
Es handelt sich um zwei zylindrische Körper mit waagerechten Erzeugenden, von einer die Breite des Gießlings etwas übersteigenden
Höhe, deren mit 65a und 65.b bezeichnete Leitkurven der Kühlzone gegenüber, d.h. zwischen der gedachten Achse 71
und der Ebene AB, einen konvexen kreiszylindrischen Abschnitt sehr großen Durchmessers, beispielsweise zwischen 50 und 300 m,
aufweisen.
Durch diesen kastenartigen Aufbau wird bewirkt, daß der Druck am Gießling über die Kokillenglieder 66a und 66b aufgetragen
wird, die an diesen Kästen abrollen und somit in der Gießzone einen Abschnitt einer Walzwerkswalze von sehr großem Durchmesser
bilden.
Im Bedarfsfall läßt sich die untere zylindrische Rollbahn 65b durch eine ebene Rollbahn, d.h. durch eine Rollbahn mit unendlich
großem Durchmesser ersetzen.
Die untere Rollbahn 65b ist am feststehenden Gestell der Gießmaschine
befestigt. Die obere Rollbahn 65a ist einlaufseitig mit dem feststehenden Maschinengestell über die starken Bleche
70 und an der Auslaufseite durch eine bewegliche Stütze fest verbunden, die am Maschinengestell durch den Spann- oder
Anstellarbeitszylinder 69 festgehalten ist (Pig. 11 und 12).
Die Rollbahnen 65a und 65b sind mit längsgerichteten Rillen von entsprechendem Profil versehen, die den Umlauf von
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Kugel- oder Rollensch.ich.ten 72a und 72b zulassen, die in nachgiebigen
Aufnahmen gehalten sind und die Verstellung der Kokillenglieder 66a und 66b zwischen den Sektoren bei minimaler
Reibung sicherstellen.
Die Kokillenglieder 66a und 66b sind in Fig. 13 und 14 im
Schnitt dargestellt. Fig. 13 zeigt eine Vergrößerung der rechten Zeichnungshälfte von Fig. 14. Die Schnitte sind in
Querrichtung der Gießmaschine, jedoch in Längsrichtung der Kokillenglieder 66a und 66b geführt. Die Länge der Kokillenglieder
66a und 66b entspricht der Breite des Gießlings. Die oberen Kokillenglieder 66a sind im allgemeinen merklich
schmäler als die unteren Kokillenglieder 66b, welche aus unten angegebenen Gründen 3- bis 4mal so breit sind wie die
oberen Kokillenglieder 66a, deren Breite beispielsweise etwa
20 cm betragen kann.
Die oberen und die unteren Kokillenglieder 66a und 66b weisen Versteifungsprofile 73a und 73b mit Mitnehmerzähnen 74a und
74b an jedem Ende auf. Die Mitnehmerzähne 74a und 74b, die ein Zahnrad von sehr großem Durchmesser bilden, gestatten die
Mitnahme der oberen Kokillenglieder 66a durch die unteren Kokillenglieder 66b.
Kur die unteren Kokillenglieder 66b weisen seitlich Zahnstangenelemente
75 auf, die von an jeder Seite angeordneten Ritzeln 67 antreibbar sind.
Diese Zahnstangen-Ritzel-Systeme 75>67 dienen dazu, die
unteren Kokillenglieder 66b anzutreiben und auf diese Weise ihre zunehmende Pressung zwischen den Rollbahnen 65a und 65b
zu erzwingen.
.Die seitlich angeordneten Ritzel 67 und das am unteren
Kokillenglied 66b angeordnete Zahnstangenelement 75 sind entweder kegelige Verzahnungselemente, wobei der gemeinsame
Scheitelpunkt der Kegel dann im Zentrum des zylindrischen
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Abschnitts der unteren Rollbahn 65b liegt, oder zylindrische
Verzahnungen. Die Antriebsritzel 67 sind mit einer Antriebswelle 76 fest verbunden, die sich durch das obere feste,
zylindrische Segment 65a in einer zylindrischen Aufnahme von überwiegender längsausdehnung erstreckt, damit der Abstand
zwischen Stützsegmenten und dadurch die Dicke des
gegossenen Fertigprodukts verändert werden kann.
Die oberen und unteren Kokillenglieder 66a und 66b weisen ferner Wiegen 77a und 77b auf, welche feststehende Kühlelemente
78a und 78b und als Schwenksektoren 79a und 79b ausgebildete Kühlelemente abstützen.
Die feststehenden und schwenkbaren Kühlelemente 78a, 78b, 79a und 79b erteilen dem Gießling seine anfängliche geometrische
Gestalt. Während der Erstarrung läßt sich durch Zusammenfahren der feststehenden Kühlelemente 78a und 78b
die Dicke des Gießlings verringern, während durch Schwenken der Schwenksektoren 79a und 79b die Führung und die seitliche
Pressung des Gießlings sichergestellt werden.
Die Abmessungen und Formgebung dieser Kühlelemente 78a, 78b, 79a und 79b sind je nach Typ des Gießlings verschieden. Ihre
Arbeitsweise ist jedoch stets dieselbe. Fig. 16, 17 und zeigen einige Ausführungsformen.
Beispielsweise zeigt Fig. 17 zwei hintereinanderliegende
Schnitte in Querrichtung durch eine der Hälften einer Wiege und der oberen Kühlelemente 78a und 79a. Die Gesamtheit des
oberen Teils ist zur Achse CD symmetrisch.
Der Gießling ist ein Profil mit krummlinigem kreuzförmigem Querschnitt, das beispielsweise als Vormaterial für Walzdraht
verwendet werden soll.
Der mit unterbrochenen Linien gezeichnete erste Schnitt wurde in der Nähe der Gießfront, also in einer zur Gießrichtung
senkrechten, durch die gedachte Achse 71 (Fig. 11) gehenden Ebene geführt.
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Der mit ausgezogenen Linien gezeichnete zweite Schnitt wurde
in der in Fig. 11 durch die linie Ab dargestellten Ebene
geführt.
Auf seinem Weg aus der dem ersten Schnitt entsprechenden Stellung in die dem zweiten Schnitt entsprechende Stellung
führt das feststehende Kühlelement 78a, indem es sich dem unteren feststehenden Kühlelement 78b nähert, nur eine
Parallelverschiebung aus. Es ist mit Kühlleitungen 80 versehen, die an das Kokillenglied 66a starr angeschlossen sind,
da das Kühlelement 78a gegenüber dem Kokillenglied 66a keine Relativverstellung erfährt.
Das schwenkbare Kühlelement oder Schwenksektor 79a macht zwei Bewegungen: einmal bewegt er sich, wie der feststehende
Sektor bzw. das feststehende Kühlelement 78a, nach unten, zum andern dreht er sich im Innern seiner Aufnahme um den
Mittelpunkt des Kreises, der sein Außenprofil bildet. In der Ebene des mit unterbrochenen Linien gezeichneten ersten
Schnittes werden somit die/ü'nander entsprechenden oberen
und unteren Schwenksektoren 79a und 79b durch Federn 81 im gesamten Bereich einer Stirnfläche EF aneinander angelegt.
In dem Maße wie sich der Abstand zwischen den Kokillengliedern 66a und 66b verringert, werden die beiden Schwenksektoren
79a und 79b durch den Druck, den sie aufeinander ausüben, gezwungen, unter Zusammendrücken der Federn 81
zu schwenken, während der spitz zulaufende Zwischenraum 82 zwischen den feststehenden und den schwenkbaren Kühlelementen
78a und 79a bzw. 78b und 79b kleiner wird. Die oberen und unteren Schwenksektoren 79a und 79b berühren sich dann nur
noch an einer einzigen Stelle G.
Da der Schwenksektor 79a bzw. 79b gegenüber dem Kokillenglied 66a bzw. 66b beweglich ist, kann ihre Wasserversorgung von
den Kokillengliedern 66a und 66b her mittels flexibler Leitungen 83 ausgeführt sein, die sich in in die Wiege 77a
.bzw. 77b eingearbeiteten Hüten verschieben.
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Der Schwenk sekt or, 79a oder 79b, kann auch ohne Innenleitungen
ausgeführt sein, wenn er aus einem Metall mit sorgfältig ausgewählten mechanischen und thermischen Eigenschaften ist.
Seine Kühlung erfolgt durch die Berührung mit der Wiege 77a bzw. 77t), in der er sich dreht, wobei diese selbst in gleicher
Weise wie die feststehenden Kühlelemente 78a und 78b durch Wasserumlauf gekühlt ist.
Am Grund je einer in die Schwenk Sektoren 79a und 79b eingearbeiteten
Nut stoßen Anschläge 84 an, die außerhalb der Gießzone eine zu große Drehung des Schwenk sektors 79a bzw.
79b nach unten verhindern.
Hinsichtlich der Arbeitsweise der SchwenkSektoren 79a und 79b
sind zwei Bemerkungen zu machen:
1) Die Aufnahme, in deren Innern sich der Schwenksektor 79a oder 79b dreht, ist, wie dieser selbst, torisch. Nun ist es
theoretisch nicht möglich, ein als Vollkörper ausgebildetes Toruselement im Innern eines als Hohlkörper ausgebildeten
Toruselementes gleichen Durchmesers drehen zu lassen. Dies ist in diesem speziellen Fall dennoch ohne weiteres möglich,
vorausgesetzt daß der Schwenksektor nicht aus einem einzigen
Stück von der ganzen Breite des Kokillengliedes, beispielsweise etwa 20 cm, gefertigt wird, sondern als Stapel oder Paket
von Elementarsektoren mit 4 bis 5 cm Höhe, wobei jeder Elementarsektor eventuell seine eigenen Wasserzu- und -ableitungen
hat. Unter diesen Umständen, und wenn man sich erinnert,
Durchmesser
daß der des Torus groß ist - 50 bis 300 m -, sind die torischen Flächen in Wirklichkeit nahezu Zylinder und das Spiel zwischen den Elementen, das ausreicht, um deren Schwenkung sicherzustellen, beträgt, nach der Rechnung, etwa 1/100 mm.
daß der des Torus groß ist - 50 bis 300 m -, sind die torischen Flächen in Wirklichkeit nahezu Zylinder und das Spiel zwischen den Elementen, das ausreicht, um deren Schwenkung sicherzustellen, beträgt, nach der Rechnung, etwa 1/100 mm.
2) Der in der Ebene durch die Metallschmelzezuführstelle 71 geführte, mit unterbrochenen Linien gezeichnete Schnitt stellt
die Verhältnisse nur annähernd richtig dar. Tatsächlich sind die Kokillenglieder 66a und 66b an dieser Stelle nicht parallel;
sie werden es erst in der Nähe der Ebene AB (Fig. 11).
/32
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Die untere Stirnfläche des oberen Schwenksektors 79a und
die obere Stirnfläche des unteren Schwenksektors 79b, die an einer Fläche EF in Anlage aneinander dargestellt wurden,
bilden tatsächlich zwischen der Metallschmelzezuführstelle und dem G-ußstrangauslauf einen kleinen veränderlichen Flächenwinkel.
Sie liegen somit über ihrer ganzen Fläche nur an einer Stelle aneinander an und stützen sich in den übrigen
Bereichen mit einer ihrer Kanten aneinander ab. Um eine bessere Abdichtung gegenüber dem flüssigen Metall zu erreichen,
besteht bei der konstruktiven Gestaltung der Maschine selbstverständlich Interesse daran, daß diese beiden Stirnflächen
an der Metallschmelzezuführstelle 71 einwandfrei aneinander anliegen.
Die Lösung dieses Problems ist in Fig. 19 dargestellt, in der
die obere Zeichnungshälfte einen Schwenksektor in einer zum
Gießling quergeriehteten Ebene in verschiedenen Stellungen
von der Gießfront zeigt. Es sind, von rechts nach links, sechs aufeinanderfolgende Stellungen gezeichnet:
- auf der Höhe der Gießfront,
- 30 cm davon entfernt,
- 60 cm davon entfernt,
- 90 cm davon entfernt,
- 120 cm davon entfernt,
- 160 cm davon entfernt, als letzte Stellung.
In Fig. 19 ist die zunehmende Schwenkung des Schwenksektors zu erkennen und daß die Dicke des Gießlings von beispielsweise
80 mm auf 5 mm abnimmt.
Die untere Zeichnungshälfte der Fig. 19 stellt die Schwenksektoren
in denselben aufeinanderfolgenden Stellungen wie in der oberen Zeichnungshälfte dar, hier jedoch von rechts, d.h. vom
■ Innern des Gießraumes aus auf die Schnittfläche gesehen.
In der rechten, der ersten Stellung entsprechenden Skizze ist deutlich zu erkennen, daß sich die beiden Berührungsflächen
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des oberen und des unteren Schwenksektors dadurch, daß sie
schräg bearbeitet sind, vollständig aneinander anlegen lassen. In einer Entfernung von 30 cm, in der sich der Winkel zwischen
den beiden Schwenksektoren verkleinert hat, erscheint ein Keil zwischen den beiden Stirnflächen, die sich nur noch mit
ihrer rechten Kante berühren; das Spiel links nimmt allmählich zu und beträgt
- 7/10 mm in einer Entfernung von 30 cm,
- 15/10 mm in einer Entfernung von 60 cm,
- 20/10 mm in einer Entfernung von 90 cm,
- 30/10 mm in einer Entfernung von 120 cm,
- 45/IO mm in einer Entfernung von 160 cm.
Diese schräge Bearbeitung der unteren Stirnfläche, bezogen auf die zu den Hauptflächen des Schwenk sektors senkrechte
Richtung, hat also den Vorteil, daß in dem Augenblick, wo das Metall flüssig ist, eine einwandfreie Anlage, Fläche
gegen Fläche, beibehalten wird, da sich der Keil erst öffnet, wenn sich eine Metallschale bereits verfestigt hat.
Pig. 16 zeigt im Schnitt ein System mit zwei feststehenden
Sektoren großer Breite und vier Schwenk Sektoren kleiner Abmessung für das Vergießen vonBarren/ Fig. 18 ein System
mit lediglich vier SchwenkSektoren, ohne irgendwelchen feststehenden
Sektor, zum Vergießen von Vormaterial mit ellipsenförmigem Querschnitt.
Bei dem in Fig. 17 dargestellten Beispiel kann das Verhältnis zwischen dem dem flüssigen Metall anfänglich zur Verfügung
stehenden Querschnitt und dem endgültigen Querschnitt beispielsweise 1,15 bis 1,20 betragen, bei dem in Fig. 18 gezeigten
Beispiel etwa 1,1.
Die feststehenden Sektoren oder Kühlelemente 78a und 78b und die SchwenkSektoren 79a und 79b sind durch Umwälzen von
aus den Kokillengliedern 66a und 66b zuströmendem Wasser gekühlt. Da nun die Kokillenglieder 66a und 66b beweglich und
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voneinander getrennt sind, "brauchen sie nur in der Zone gekühlt
zu werden, in der sie arbeiten, und ein Wasserumlauf in den dafür vorgesehenen Leitungen braucht nur in dieser
Zone stattzufinden. Andererseits führen auch die seitlichen Antriebsvorrichtungen für die Kokillenglieder 66a und 66b
dazu, die Wasser zuführvorrichtung in der Weise auszubilden,
daß die Kokillenglieder 66a und 66b vor und nach der Metallgießzone selbsttätig angeschlossen und abgetrennt werden.
Eine Lösung dieser Probleme ist beispielsweise folgende:
An jedem der seitlichen Enden jeder, oberen und unteren, Rollbahn 65a und 65b ist eine ringförmige Wasserkammer angeordnet.
In Fig. 13 sind sehr deutlich im Schnitt die Wasserkammer/an einer der Seiten der unteren Rollbahn 65b
und ä-i-Q Wasserkammer 85a an einer der Seiten der oberen Rollbahn
65a zu erkennen.
Wie die die V/ass erstr ömungsrichtung angebenden Pfeile zeigen, sind die in Fig. 13 dargestellten Wasserkammern Zuleitungskammern für die Kokillenglieder 66a und 66b an der Einlaufseite.
Die auf der anderen Seite der Rollbahnen 65a und 65b angeordneten Kammern sind die Ableitungskammern der Kokillenglieder
66a und 66b an der Ablaufseite.
Die Arbeitsweise dieser Wasserkammern wird anhand Fig. 20 und 21 besser verständlich.
Pig. 20 zeigt einen Querschnitt durch die untere Wasserkammer in der Metallgießzone, d.h. in der Zone, in der die Wasserkammer
mit den von ihr mit Wasser versorgten Kokillengliedern verbunden ist.
i"ig. 21 zeigt einen Längsschnitt durch dieselbe V/asserkammer
in der Zone nahe der Metallschmelzezuführung an der Stelle, wo der Anschluß zwischen Wasserkammer und Kokillengliedern
zustande kommt.
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Ein an den Eändern durch zylindrische Wülste 87 verstärktes
Metallband 86 gleitet über Führungen 88 und verschließt auf diese Weise die außenliegende Seite der ringförmigen Wasserkammer
85a oder 85b. Die Abdichtung besorgt ein feststehendes elastisches Dichtglied 89, das sich an den seitlichen
Verstärkungswülsten 87 des Metallbandes 86 abstützt. Unter diesen Umständen ist die Pressung des Metallbandes 86 auf
das Dichtglied 89 proportional dem Wasserdruck. Polglich muß an der Ablaufseite, wo kein Druck herrscht, der Wulst
durch ein elastisches Dichtglied 89 an die Führung 88 angepreßt werden, das einen zum Abdichten ausreichenden Druck
ausübt. Das Metallband 86 soll die Verbindung zwischen der Wasserkammer 85a oder 85b und den Kokillengliedern 66a bzw.
66b herstellen, die an der Rollbahn 65a und 65b entlangwandern.
Das Metallband 86 muß also mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kokillenglieder 66a und 66b angetrieben werden und
Wasserzapfkästen genannte Vorrichtungen tragen, die das Anschließen der Kühlkreise der Kokillenglieder 66a und 66b
an die Wasserkammer 85a oder 85b gestatten.
Das Metallband 86 trägt also einerseits Stege 90 und andererseits mit regelmäßigen Zwischenabständen angeordnete Wasserzapfkästen
91» von denen je einer einem Kokillenglied zugeordnet ist.
Die Stege 90 verleihen dem Metallband 86 eine gute Steifigkeit in Querrichtung. Die Wasserzapfkästen 91 und die Stege 90
tragen Zapfen 92, die die Mitnahme des Metallbandes 86 mit der Geschwindigkeit der Kokillenglieder 66a und 66b über mit
diesen fest verbundene Klauen 93 zulassen. Die Klauen 93 stützen sich an den Zapfen 92 ab, bewegen das "Metallband
fort und stellen sicher, daß sich die Wasserzapfkästen 91 exakt über den entsprechenden Öffnungen der Kokillenglieder
anordnen.
Der Wasserzapfkasten 91 ist tatsächlich ein Verbindungsstück mit einem Leitungselement 94, einem Einlaßventil 95 und einem
aufblähbaren Dichtglied 96 mit zugehörigem Betätigungsventil
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Die Arbeitsweise dieses Systems ist folgende: Außerhalb der Gießzone, was beispielsweise für den in der
rechten Zeichnungshälfte von Pig. 21 dargestellten Wasserzapfkasten zutrifft, sind das Einlaßventil 95 und das Betätigungsventil 97 für das Dichtglied 96 geschlossen und von einer
Feder an ihren Sitz angelegt. Sobald, wie am Beispiel des in der linken Zeichnungshälfte von Fig. 21 dargestellten
Wasserzapfkastens 91 gezeigt, die Öffnung des Leitungselemente
s 94 vor der Öffnung einer Leitung 98 des Kokillengliedes
ankommt, öffnet ein erster Nocken 99 (Fig. 20) das Betätigungsventil 97 des aufblähbaren Dichtgliedes 96, das dann durch
den Wasserdruck an die kreisrunde Anlagefläche rings um die
Leitung 98 angepreßt wird. In einem kurzen zeitabstand danach
öffnet ein Nocken 100 (Fig. 20 und 21) das Einlaßventil 95, das auf diese Weise den Wasserkreislauf der Kokillenglieder
mit der Wasserkammer 85a oder 85b verbindet.
Die Antriebsvorrichtung für die unteren Kokillenglieder 66b kann wie in Fig. 11, 12, 14 und 15 dargestellt ausgebildet
sein. Die Ritzel 67 treiben die unteren Kokillenglieder 66b über die Zahnstangenelemente 75 an, die an den Seiten der
unteren Kokillenglieder 66b angeordnet sind. Die Ritzel können kegelig sein (Fig. 11 und 15)? wobei ihre Achsen mit
der Symmetrieebene der Maschine einen kleinen Winkel bilden; sie können auch zylindrisch sein (Fig. 12 und 14) und sind
dann an der gleichen Antriebswelle 76 angeordnet, die das feststehende Stützsegment 65a in einer zylindrischen Aufnahme
101 von überwiegender Längsausdehnung durchdringt. Die Ritzel 67 greifen an den Kokillengliedern 66b in merklichem
Abstand nach der Metallschmelzezuführung an. Jedoch können
das oder die Kokillenglieder, die in Laufrichtung vor dieser Ritzeleingriffsstelle angeordnet sind, ohne zu großen Aufwand
in lückenloser Reihe gehalten werden. Das gegossene Metall ist in dieser Zone noch zum größten Teil flüssig.
Der obere Teil der Gießmaschine weist ebenso wie deren unterer Teil Vorrichtungen zum raschen Zurückführen der Kokillenglieder
66a und 66b auf. Es ist tatsächlich keineswegs
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notwendig, außerhalb der Gießzone eine Reihe von lückenlos sich aneinanderreihenden Kokillengliedern vorzusehen. Ein
System für das rasche Zurückführen der Kokillenglieder vom Maschinenauslauf zum Maschineneinlauf erlaubt es, außer der
Zahl derjenigen Kokillenglieder, die in der Gießzone arbeiten, mit nur einigen zusätzlichen Kokillengliedern auszukommen.
Am Maschinenauslauf lösen sich die oberen Kokillenglieder 66a
(Pig. 11 und 12) allmählich, indem sie sich an Ausleitführungen
102 abstützen. Sie laufen dann um die obere Rollbahn 65a herum, indem sie an der Kugelschicht 72a abrollen und von band- oder
gurtförmigen Schnellrückführvorrichtungen 68a angetrieben v/erden. An der Einlauf seit e werden sie dann erneut in Führungen
103 eingesetzt und legen sich unter Einwirkung der Schwerkraft an die bereits im Eingriff befindlichen voraufgehenden oberen
Kokillenglieder 66a an.
Für das Rückführen der unteren Kokillenglieder 66b kann eine ähnliche Vorrichtung kaum verwendet werden. Die entsprechenden
Bänder oder Gurte müßten die Kokillenglieder 66b nicht nur fortbewegen, sondern auch tragen, da sie, anders als die
oberen Kokillenglieder 66a, von ihrem Gewicht nicht mehr an die Rollbahnen angedrückt werden.
!Nun sind die unteren Kokillenglieder 66b ziemlich schwer einige
hundert Kilogramm -, so daß Schwierigkeiten für die praktische Ausbildung der Bänder oder Gurte bestehen.
Es läßt sich beispielsweise eine Vorrichtung wie die in Fig.11
gezeigte vorsehen.
Die Kokillenglieder 66b sind mit Rollen 104 ausgestattet, die am Auslauf in Rampen 105 eingreifen. Von diesen werden sie
an Schnellrückführschienen 68b abgegeben, die in Gestalt von vertikalen Sektoren von mehreren Metern, beispielsweise
vier Meter Durchmesser ausgebildet sind.
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Unter der Einwirkung ihres Eigengewichtes rollen die Kokillenglieder
66b an den Schnellrückführschienen 68b entlang und gelangen innerhalb von etwa zwei Sekunden wieder nach oben
in eine zur Ausgangsstellung etwa symmetrische Stellung. In dem Augenblick, wo ihre Geschwindigkeit ungefähr Null wird,
werden sie bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform von
Seitentrommeln 106 mit Mitnehmern 107 übernommen, die sie auf einen Rollgang 108 absetzen, oder bei der in Fig. 12
gezeigten Ausführungsform von einem Höhenförderer 109 tis
zu einer Schwenkvorrichtung 110 hochgefördert, die das Kokillenglied 66b schwenkt und danach auf den Rollengängen 108 absetzt.
Die Rollengänge 108 schieben das Kokillenglied 66b an das voraufgehende Kokillenglied 66b heran und übergeben
es der Kugelschicht 72b.
Es leuchtet ein, warum die unteren Kokillenglieder 66b größer sein müssen als die oberen Kokillenglieder 66a: Es muß dafür
gesorgt sein, daß die Kokillenglieder 66b am Ende der Rampen 105 mit ausreichendem zeitlichem Abstand abfallen, da es
sonst an dieser Stelle zu Kollisionen kommen würde. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Kokillenglieder 66b genügend
breit zu machen, damit ein Kokillenglied 66b die Zeit hat, die Ausgangsstellung frei zu machen, bevor das folgende zu fallen
beginnt.
Die Vorrichtung zum G-egeneinanderspannen oder Anstellen der
beiden Rollbahnen 65a und 65b weist einen Anstellarbeitszylinder 69 auf (Fig. 11 und 12), der es gestattet, die Stütze
der oberen Rollbahn 65a gegen das feststehende Maschinengestell zuzustellen. Bei diesem Anstellen schwenken die beiden
Rollbahnen 65a und 65b um eine gedachte Achse 71, die im Zentrum der Gießfront liegt. Diese Schwenkmöglichkeit um
die Achse 71 ergibt sich dank der beiden Bleche 70, die in der Ebene der Gießfront mit Ansätzen 111a und 111b verschraubt
sind, welche beiderseits jeder Rollbahn 65a und 65b angeordnet und mit jeder von ihnen fest verbunden sind. Die Bleche
70 biegen sich leicht durch, sobald die beiden Rollbahnen 65a und 65b mit dem Arbeitszylinder 69 aufeinander zu bewegt werden.
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Die Vorrichtung zum Zuführen von flüssigem Metall ist in
Fig. 22 dargestellt. Ihr Querschnitt ist, unter Belassung eines Spiels von einigen Zehntelmillimetern, an denjenigen
anpaßbar, der dem Metall durch die Kühlelemente zur Verfügung steht. Da der Abstand zwischen den zylindrischen StützSegmenten
in der Nähe der Gießvorrichtung konstant gehalten ist, kann
deren Querschnitt mit der größten Genauigkeit ausgeführt werden, ohne daß Gefahr von Reibung zwischen dieser Vorrichtung und
den Kühlelementen besteht. Sie kann beispielsweise von einem Außenmantel 112 aus Metall gebildet sein, der durch einen
inneren Wasserkreislauf 113 gekühlt ist. Der Außenmantel 112
ist in seinem Zentrum mit Öffnungen versehen, in die hochwarmfeste Metallzuführdüsen 114 eingesetzt sind.
Das Metall kann auf diese Weise unter einem hohen hydrostatischen Druck zugeführt werden. Die bei Berührung mit der beweglichen
Kokille erstarrte Randschicht des Metalls nimmt jene mit, die bei Berührung mit dem metallischen Außenmantel 112
zu erstarren begonnen hat, der die Metallzuführdüse(n) 114 abstützt.
Für das Gießen von Profilen ist die einzige Zuführdüse im Zentrum des Außenmantels angeordnet. Für das Gießen von
dünnen Bändern sind die Zuführdüsen mit regelmäßigem Zwischenabstand angeordnet, der beispielsweise bei einer Düse von
2 cm Durchmesser 8 bis 10 cm betragen kann.
Nachfolgend einige Anwendungsbeispiele für das Gießen von verschiedenen Erzeugnissen nach den Verfahren und mit den
Gießmaschinen des beschriebenen Typs.
Zunächst einmal ist es möglich, dünne Bänder mit einer Dicke von beispielsweise 4 bis 5 mm und in Breiten bis 1,50 und
2 m zu vergießen. In diesem Falle hat der anfängliche Gießquerschnitt die in Fig. 16 mit unterbrochenen Linien gezeichnete'
Gestalt eines stark langgezogenen krummlinigen Sechsecks, dessen kleine Seiten gegen die Waagerechte unter etwa
60 geneigt sind.
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fl-7 959
Ein zweites Anwendungsbeispiel ist das Gießen von Vormaterial für die Herstellung von Walzdraht. In diesem Pail kann der
G-ießling elliptisch' sein (Fig. 18), mit einer Exzentrizität
von etwa 3/5 und einem anfänglichen Querschnitt von etwa
2 Warmverformen 2
50 cm , der nach dem auf 46 cm reduziert ist.
Der G-ießling kann auch die Gestalt eines in ein Quadrat einschreibbaren
krummlinigen Kreuzes haben (Fig. 17).
Kreuzförmige Profile dieses Typs, jedoch mit stärkerem Querschnitt,
beispielsweise mit einem in ein Quadrat von 30 . 30 cm
einschreibbaren Querschnitt, können ebenfalls nach diesem Verfahren hergestellt werden. Man geht beispielsweise von
2
einem Gießquerschnitt von 500 cm aus, der auf einen endgülti-
einem Gießquerschnitt von 500 cm aus, der auf einen endgülti-
gen Querschnitt von etwa 400 cm reduziert wird. Diese Kreuzform bietet außerdem die folgenden Vorteile:
- großes Verhältnis Kühlfläche zu Gewicht des gegossenen Metalls,
- Verringerung des Abstandes zwischen der neutralen Faser
und der Oberfläche des Gießlings.
In der nachstehenden Tablle sind die ungefähren Werte für
einige der Gießparameter der Maschine für jeden der vorgenannten Fälle zusammengefaßt:
Produkt
Durchmesser Kokillen- anf .Gieß- Preß- Gieß-
Gieß-
d.Rollbahnen länge
quer- kraft geschwin- leischnitt
digkeit stung
Band, Dicke 5 ram |
60 m | 1 | ,50 m | 145 . 8 cm |
200 bis 1000 |
t | 35 | m/min 30 | t/h |
Walz draht |
300 m | 1 | ,70 m | 40 cm2 | 20 bis 50 |
t | 12 | m/min 8 | t/h |
Stange, kreuz förmig |
300 m | 3 | m | 250 cm2 | 20 bis 50 |
t | 4 | m/min 16 | t/h |
Auch für das Gebiet der Metallurgie lassen sich Anwendungsbeispiele anführen.
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Eine erste Anwendung ist die Herstellung von Blechen aus
plattiertem Metall.
Wird ein Band aus Plattierungsmetall auf die Oberseiten entweder
der unteren oder der oberen Kokillenglieder oder bei "beiden gleichzeitig aufgezogen, sichern das Vergießen des
Metalls auf diese Bänder und seine Erstarrung unter Druck eine sehr gute metallurgische Kontinuität zwischen dem
Unterlagenmetall und der oder den Plattierungsschichten.
Das Plattieren der Unterseite bietet hinsichtlich der Einführung des Bandes keine Schwierigkeiten. Für das obere
Band muß der über der Metallschmelzezuführvorrichtung gelegene Raum freigemacht werden. Als Lösung wird vorgeschlagen,
in der über den unteren Kokillengliedern gelegenen Zone eine oben geschlossene Zufuhrrinne zu verwenden und diese über
eine oder mehrere vertikale Leitungen ausreichenden Durchmessers zu speisen, die seitlich versetzt angeordnet sind.
Diese Anordnung ist möglich^ weil es normal ist, die Maschine unter einem hohen hydrostatischen Metalldruck zu speisen.
Dieses Verfahren wird selbstverständlich beim Plattieren von Leichtlegierungen mit Plattierungsschichten aus Leichtlegierung
oder aus anderen Metallen, wie Kupfer oder Stahl, angewandt.
Ein zweites Anwendungsbeispiel ist die Herstellung von Blechen mit wechselnder Dicke.
Nimmt die Gießgeschwindigkeit ab, wächst die Länge der
Warmverformung völlig erstarrten Zone, an der die stattfindet.
Wenn die vom Arbeitszylinder aufgetragene Preßkraft konstant bleibt, hat die Dicke des Gießlings die Tendenz, zuzunehmen.
Bei dieser Gelegenheit muß darauf hingewiesen werden, daß diese eventuellen Dickenveränderungen den dem flüssigen Metall
zur Verfügung gestellten anfänglichen Querschnitt nicht
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beeinflussen, da der Abstand zwischen den feststehenden Sektoren in der Nähe der Gießfront unverändert bleibt.
Diese Dickenveränderungen haben auch keinen Einfluß auf die Qualität der Mitnahme der oberen Kokillenglieder durch die
unteren Kokillenglieder, da die Zähne der Verzahnungselemente, welche die gegenseitige Fortbewegung besorgen, auf der Höhe
der Gießfront in Eingriff kommen. Mit fortschreitendem Vorschub verändert die Berührungslinie zwischen diesen Zähnen
ihre Lage nur wenig. Die Versetzung in Längsrichtung, die sich daraus ergeben kann, beträgt etwa I/IOOO mm.
Es ist also möglich, die Dicke des G-ießlings allmählich
zu steigern, indem man abhängig von der Verstellung der Kokillenglieder entweder diese Dicke oder die Gießgeschwindigkeit
steuert.
Es ist jedoch anzumerken, daß eine Vergrößerung der Dicke eine geringe Verkleinerung des Abstandes zwischen der Gießfront
und der Linie der kleinsten Dicke zur Folge hat.
Ein letztes Anwendungsbeispiel auf dem Gebiet der Metallurgie ist schließlich die Herstellung von Erzeugnissen mit Einlagen
in Form von Bändern, Fasern, Rohren, Stangen oder Kabeln, insbesondere mit Aluminium ummantelte Kabel, oder von Stangen
oder Kabeln aus Stahl, die mit einer dicken Aluminiumschicht beschichtet sind.
In diesem Falle genügt es, in den Stützkörper der Metallschmelzezuführdüsen
Öffnungen entsprechenden Querschnitts zu bohren, durch die Drähte, Bänder, Rohre, Stangen o.dgl.
und, ganz allgemein, verschiedene Materialien eingeführt werden können, die zum Bewehren des als Blech oder Profil
erhaltenen Erzeugnisses in Längsrichtung dienen.
Fig. 23 und 24 zeigen zwei entsprechende Anwendungsbeispiele.
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Fig. 23 zeigt zwei hintereinanderliegende Querschnitte durch
Gießlinge mit einer Einlage.
Der in der linken Zeichnungshälfte von Pig. 23 dargestellte Schnitt wurde auf der Höhe der Metallschmelzezuführung geführt.
Mit 114 ist der Querschnitt einer der zwei hochwarmfesten Zuführdüsen bezeichnet. Der Querschnitt der anderen
Zuführdüse ist an einer dazu symmetrischen Stelle in der oberen Zeichnungshälfte angedeutet. Mit 115 ist die Einlage
bezeichnet, die hier ein Kabel, eine Stange oder ein Rohr aus Stahl, Zupfer oder Aluminium ist. Mit 113 ist die Projektion
der Kühlrohre der Gießrinne, mit 78 die feststehenden Kühlsektoren, mit 79 die schwenkbaren Kühlsektoren bezeichnet.
Der in der rechten Zeichnungshälfte dargestellte und auf der Höhe des Gußstrangauslaufs geführte Schnitt zeigt, daß sich
die feststehenden Kühlsektoren 78 einander genähert haben
und daß die Schwenksektoren 79 geschwenkt haben, um dem Gießling seine die Einlage 115 umschließende Kreuzform zu
erteilen.
Pig. 24 zeigt ein Beispiel für die Herstellung eines ummantelten Kabels. Bei dem mit 115 bezeichneten Kabel stellen die
mit unterbrochenen Linien gezeichneten Durchmesser die übereinanderliegenden Litzenschichten dar. Der in der linken
Zeichnungshälfte dargestellte Schnitt wurde auf der Höhe der Metallschmelzezuführung geführt. Die zwei Zuführdüsen
sind mit 114 bezeichnet. In diesem Pail führt die Warmverformung
des Metalls zur Ausbildung von zwei seitlichen Lappen je zwischen dem oberen und dem unteren Schwenk sekt or.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Gießen zwischen feststehenden zylindrischen Stützsegmenten auf alle Metalle
und Legierungen anwendbar ist. Es ist jedoch nützlich, auf bestimmte, diesem Verfahren eigene Merkmale besonders hinzuweisen.
Diese Merkmale machen es besonders geeignet zum Gießen von Metallen, die entweder in festem oder flüssigem Zustand
bei hoher Temperatur sehr leicht oxidieren, oder, wie Titan
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oder Zirkonium, in einem feuerfesten Tiegel schwierig in
flüssigem Zustand zu halten sind, ohne daß der Tiegelwerkstoff durch das Metall reduziert wird, oder auch von Metallen,
wie Beryllium, die aufgrund ihrer großen Oxidierfähigkeit große Schwierigkeiten beim Vergießen von von inneren Fehlern
freien Gießlingen bereiten.
Das im allgemeinen anzuwendende Verfahren ist das direkte Schmelzen einer Abschmelzelektrode in einen gekühlten Tiegel,
in dem die Erstarrung sofort stattfindet.
Die Tatsache, daß beim Gießen zwischen feststehenden zylindrischen
Stützsegmenten der durch die Kokille zur Verfügung gestellte Querschnitt ohne nennenswertes Spiel und ohne
mögliche ungewollte Pressung sehr exakt an denjenigen der Zuführvorrichtung angepaßt ist, ist besonders günstig für
die Ausbildung eines Elektrodenträgers aus isolierendem und hochwarmfestern Yiferk stoff und für die Errichtung einer neutralen
Schutzatmosphäre im Gießsumpf. Dieses vorteilhafte Merkmal bleibt im übrigen auch dann erhalten, wenn der Abstand zwischen
den Stützzylindern und die Dicke des Gießlings verändert werden.
Bei der verwendeten Vorrichtung (Fig. 25) weist eine Zuführdüse 116 aus hochwarmfestern und isolierendem Werkstoff eine
oder mehrere zylindrische Öffnungen auf, die das Einführen einer oder mehrerer Elektroden 117 gestatten. Die stabförmigen
Elektroden 117 aus verdichtetem Metallpulver oder -granulat sind durch Treibrollen 118 aneinander anstoßbar.
An den Öffnungen der Zuführdüse 116 sind elektrische Stromzuführungskontaktstücke
119 angeordnet. Die feststehenden Kühlele-
iriGn to
78a und 78b weisen ihrerseits Stromabnehmerzungen auf, die über elektrische Leiter gleiten, welche mit den feststehenden
Stützsegmenten fest verbunden und diesen gegenüber isoliert sind.
/45
6093&2/0908
26304Hf
Zum Schutz gegen Oxidation im Gießsumpf unter dem Einfluß
eines Lichtbogens 120 ist über in der Zuführdüse 116 ausgebildete Leitungen 121 eine Argon- oder Helium-Atmosphäre
einleitbar.
Dieses Verfahren zum Speisen der Maschine durch Schmelzen von Abschmelzelektroden kann auch auf das Schmelzen von
Pulver- oder Granulat-Preßkörpern aus anderen Metallen oder aus Metallgemischen und aus nichtmetallischen Ausgangsstoffen
angewandt werden.
Die Anwendung dieses Verfahrens hat einen besonderen Vorteil im Falle von leicht oxidierbaren Metallen. Dadurch, daß sich
aus dem granulatförinigen Ausgangsmaterial direkt bereits sehr gut ausgebildete Halbzeuge herstellen lassen, gestattet es
dieses Verfahren, die derzeit unerläßlichen vielzähligen Arbeitsgänge des Zwisclaenumformens und Zwischenerwärmens
mit dem damit verbundenen hohen Aufwand und die daraus erwachsenden möglichen Gefahren der Verunreinigung und der
Zerstörung der metallurgischen Qualitäten zu vermeiden.
/Ansprüche
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Claims (6)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Erzeugnissen
aus Metallegierungen, wie Bänder, Bleche, Barren, Vormaterial für Walzdraht, Blöcke und Spezialerzeugnisse,
dadurch gekennzeichnet , daß das flüssige Metall zwischen zwei Gruppen von beweglichen, lückenlos aufeinanderfolgenden
Elementen (Gießtrommel 1, Kokillenglieder 4; Kokillenglieder 66a,66b) gegossen wird, die zwei zylindrische
Flächen bilden, welche beide konvex sind oder von denen die eine konvex und die andere konkav ist, daß mittels dieser
zylindrischen Flächen ein hoher Druck auf das erstarrende Metall ausgeübt wird, daß die endgültige Dicke des Gießlings
(6; 57) gegenüber der dem flüssigen Metall anfänglich zur Verfügung stehenden Dicke merklich verkleinerbar ist,
und daß der Gießling (6; 57) beim Dickenverringern an den Seiten mit gekühlten schwenkbaren oder zurücknehmbaren
seitlichen Sektoren (79a, 79b; 56) geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das flüssige Metall durch Eingießen
nahe der oberen Mantellinie einer gekühlten rotierenden Gießtrommel (1) zugeführt wird, an die sich eine Gruppe
von ebenfalls gekühlten und sich nahezu lückenlos aneinanderreihenden Kokillengliedern (4) anlegt, die den wirksamen
Abschnitt der Gießtrommel (1) umschließen und mit gleicher Geschwindigkeit wie diese umlaufen, und daß während der
gesamten Erstarrungsdauer mit den Kokillengliedern (4) ein hoher Druck auf das Metall ausgeübt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß der Druck der Kokillenglieder (4) auf das Metall mittels einem oder mehrerer Seile oder Ketten (47)
/47
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- 47 - 47 963
ausgeübt wird, die sich an der dem gegossenen Metall angewandten
Seite der Kokillenglieder (4) abstützen, diese mit Kraft auf das gegossene Metall aufdrücken und synchron mit
der Drehgeschwindigkeit der Gießtrommel (1) umlaufen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenglieder (4), nachdem sie
sich in der Nähe der Auslaufstelle (5) des Gießlings (6) aus dem Wirkungsbereich der Spannseile oder -ketten (47) gelöst
haben, unter der Wirkung ihres Eigengewichtes abfallen,
jedoch mit Führung durch eine Rollbahn (7) von bandförmigen Fördermitteln (10) erfaßt und nach oben wieder in die Nähe
der Metallschmelzezuführsteile (2) gefördert werden, wo sie
durch Treibrollen (16) in nahezu lückenloser Reihe in Stellung gebracht werden, wobei an den Kokillengliedern (4) Zentrier-
und Abstandsstücke (Zunge 18) angeordnet sind.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kokillenglieder (4)
durch einen aus der Gießtrommel (1) gespeisten Kreislauf (Wasserzapfkästen 28, 32, Zweigleitungen 29a, 29b, Sammler 30)
gekühlt werden, wobei die Anschlußöffnungen (38,39) der
Wasserkreisläufe (Wasserkästen 27, 31» Zweigleitungen 25a, 25b,
Sammler 26; Wasserzapfkästen 28, 32, Zweigleitungen 29a, 29b, Sammler 30) der Gießtrommel (1) und der Kokillenglieder (4)
durch Vorrichtungen (Zungen 18, Zähne 19) miteinander in Deckung gebracht werden, welche die Kokillenglieder (4) in
regelmäßigem Abstand voneinander halten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, insbesondere zum Herstellen von dünnen Erzeugnissen, dadurch
gekennzeichnet , daß die Seitenwände (seitliche Sektoren 56) der Gießform (Gießtrommel 1), die der Dicke
des Gießlings (6) entsprechen, beim Gießen zurücktreten, damit die Kokillenglieder (4) unmittelbar
auf den Gießling (6) drücken können.
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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, insbesondere zum Herstellen von Blöcken, dadurch g e k e η η zeichnet
,'daß die Gießtrommel (1) so breit ist wie der Block lang ist, und daß die Gestalt der Kokillenglieder
(4) die Ausbildung von leicht zu brechenden dünnen Metallbrücken zwischen zwei Blöcken zuläßt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, insbesondere zum Herstellen von Rippenblechen, Belagblechen, Reliefbändern, dadurch
gekennzeichnet , daß die Reliefmuster des Bleches oder der Bänder mit entsprechenden Hohlgravuren
an der Gießtrommel (1) erzielt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, insbesondere zum Herstellen von plattierten Blechen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Plattierungsband (64) zu Beginn in Arbeitsrichtung vor der Metallschmelzezuführstelle
(2) auf die Gießtrommel (1 ) gespannt und an seiner Außenseite durch die Gießtrommel (1) gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> insbesondere
zum Herstellen von Metallbändern mit Einlagen, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallprofile in
Arbeitsrichtung vor der Metallschmelzezuführstelle (2) kontinuierlich in in den Außenkranz der Gießtrommel (1 )
eingearbeitete Rillen eingelegt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, insbesondere zum Herstellen von Gußteilen, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Gravuren der Gießtrommel (1 ) die untere Werkzeughälfte und die Gravuren der Kokillenglieder
(4) die obere Werkzeughälfte bilden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere für das Gießen von Verbunderzeugnissen, wie ein- oder beidseitig plattierte
Bleche und Profile mit Einlagen entsprechender Gestalt und Abmessungen, wie Drähte, Bänder oder Kabel, dadurch
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gekennzeichnet , daß beide zylindrischen Flächen konvexe Flächen von sehr großem Durchmesser sind,
deren waagerechte Achsen in ein und derselben vertikalen Ebene oder in einer gegen die Vertikale wenig geneigten
Ebene (AB) liegen.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die untere zylindrische Fläche einen
unendlich großen Radius hat, d.h. durch eine ebene Fläche ersetzt ist.
14. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Erzeugnissen aus Metallegierungen und, insbesondere, Aluminiumlegierungen,
gekennzeichnet durch ein Gießrad oder eine Gießtrommel (1), die durch inneren Wasserumlauf
gekühlt ist und eine der Wände der beweglichen Gießform bildet, eine Gruppe von sich nahezu lückenlos aneinanderreihenden
Kokillengliedern (4)» die einen Abschnitt des Außenumfanges der Gießtrommel (1) umschließen, durch
Wasserumlauf gekühlt sind und die gegenüberliegende Wand der beweglichen Gießform bilden, zurücknehmbare seitliche
Sektoren (56), die die kleinen Seiten der beweglichen Gießform bilden, ein System von Seilen oder Ketten (47), welche
die Kokillenglieder (4) unter Druck an den Gießling (6) anlegen, und durch eine Vorrichtung (Fördermittel 10, Umlenkrollen
11, 12, 13, 14, 15), welche die Kokillenglieder (4) nach Austritt des Gießlings (6) wieder nach oben fördert.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 12, gek ennz e i chne t durch zwei Gruppen von unteren und oberen Kokillengliedern (66b, 66a), von denen
jedes feststehende und schwenkbare Sektoren (feststehende Kühlelemente 78a, 78b, SchwenkSektoren 79a, 79b) trägt,
untere und obere Rollbahnen (65b, 65a) von konvex-zylindrischer Gestalt und großem Durchmesser in der Gießzone, an denen die
Kokillenglieder (66b, 66a) abrollen und deren Zylinderachsen in ein und derselben vertikalen Ebene oder in einer gegen die
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Vertikale wenig geneigten Ebene (AB) liegen, eine Vorrichtung
(V/asserkammer 85a, 85"b), welche die Kokillenglieder (66a, 66b)
nur dann mit Wasser versorgt, wenn diese sich, in der Gießzone befinden, eine Vorrichtung (Antriebswelle 76, Ritzel 67,
Zahnstangenelemente 75, Mitnehmerζahne 74a, 74b) zum Antreiben
der unteren und oberen Kokillenglieder (66b, 66a) an den Rollbahnen (65b, 65a.), eine Vorrichtung (Band 68a, Ausleitführungen
102, Führungen 103; Schiene 68b, Seitentrommeln 106; Rampen 105, Schiene 68b, Höhenförderer 109, Schwenkvorrichtung
110) zum raschen Zurückführen der oberen und unteren Kokillenglieder (66a, 66b), und durch eine Vorrichtung
(Arbeitszylinder 69) zum Anstellen der oberen und unteren Rollbahnen (65a, 65b).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Kokillenglieder (66a, 66b) an den Rollbahnen (65a, 65b) über Kugel- oder Rollenschichten (72a,
72b) abrollen, die in in die Rollbahnen (65a, 65b) eingearbeiteten Längsrillen umlaufen und in flexiblen Lagern gehalten
sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet , daß die untere Rollbahn (65b) eine ebene Fläche ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserversorgung
jeder der unteren und oberen Gruppe von Kokillengliedern (66b, 66a) mittels eines Wasserzapfkastens (91) erfolgt,
der mit einem endlosen, von den Kokillengliedern (66a, 66b) angetriebenen Metallband (86) fest verbunden ist, das die
bewegliche Wand einer ringförmigen Wasserkammer (85a, 85b) bildet, die an die Gestalt der Rollbahn (65a, 65b) angepaßt
und an einem Ende der Kokillenglieder (66a, 66b) angeordnet ist, während eine ähnliche Vorrichtung am entgegengesetzten
Ende der Kokillenglieder (66a, 66b) die Wasserentsorgung
sichert.
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19. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 15 "bis 18,
dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsvorrichtung für die KoküLenglieder (66a, 66b) aus einem
Zahnradgetriebe (Ritzel 67, Zahnstangenelemente 75) zusammengesetzt ist, das an den unteren Kokillengliedern (66b)
seitlich angreift, wobei die Bewegung durch seitliche Verzahnungselemente (Mitnehmerzähne 74a, 74b), die mit den
Kokillengliedern (66a, 66b) fest verbunden und zu deren Innenkühlflächen konzentrisch angeordnet sind, gleichzeitig
auf die oberen Kokillenglieder (66a) übertragbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gek ennz ei chne t , daß die Schnellrückführvorrichtung
für die oberen Kokillenglieder (66a) von einem Treibband (68a), jene für die unteren Kokillenglieder
(66b) von einer Baugruppe mit Schienen (68b) und einem Höhenförderer (109) gebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung
zum Anstellen der beweglichen oberen Rollbahn (65a) an die feststehende untere Rollbahn (65b) einen Arbeitszylinder (69),
der die Rollbahnen (65a, 65b) an der Metallauslaufseite
aufeinander zu bewegt, und Bleche (70) aufweist, deren Dicke und Breite so berechnet sind, daß sie den auferlegten Zug-
und Biegebeanspruchungen ohne wesentliche Verformung standhalten, und die an die Rollbahnen (65a, 65b) an der Metalleinlaufseite
angeschraubt sind, wobei sie auf diese Weise an dieser Stelle die beiden Rollbahnen (65a, 65b) in einem
nahezu konstanten Abstand voneinander halten.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschmelzezuführdüse
(Gießrinne 3; Düse 114) einen Querschnitt hat, der an denjenigen exakt angepaßt ist, den die beweglichen
Kokillenglieder (Gießtrommel 1, Kokillenglieder 4; Kokillenglieder 66a, 66b) in der Nähe der Düsenaustrittsöffnung
zur Verfügung stellen.
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23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschmelzezuführdüse
(114) aus hochwarmfestem Werkstoff
in einen gekühlten Stützkörper (Außenmantel 112) aus Metall eingesetzt ist, dessen Querschnitt an die Gestalt
der beweglichen Kokille angepaßt ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschmelzezuführung
unter einem hohen hydrostatischen Druck erfolgt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, insbesondere zum Herstellen von Halbzeugen aus Spezialmetallen,
wie Titan, Zirkonium, Beryllium oder anderen Spezialmetallen ähnlicher Eigenschaften, oder aus Gemischen von Metallen
und nichtmetallischen Ausgangsstoffen durch Schmelzen von Abschmelzelektroden, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Metallschmelzezuführung durch Schmelzen von Abschmelzelektroden
(117) aus Metall oder Preßkörpern, die aus Metallpulvern oder -granulaten oder aus einem Gemisch
von metallischen und nichtmetallischen Granulaten hergestellt sind, erfolgt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25» dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Zuführdüse (116) für die Abschmelzelektroden (117) mit an die Gestalt der Kokille angepaßtem
Querschnitt aus einem hochwarmfesten und isolierenden
Werkstoff hergestellt ist, der die Ausbildung eines Lichtbogens (120) zuläßt und das Schmelzen der Abschmelzelektrode
(117) und das Einspeisen von flüssigem Metall in den Gießsumpf sichert.
27· Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführdüse (116) für
die Abschmelzelektroden (117) Zuleitungen (121) aufweist, über
die sich zum Herstellen einer gegen Oxidation im Bereich des Gießsumpfes schützenden Atmosphäre neutrales Schutzgas
zuführen läßt.
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Si
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